2015年5月27日水曜日

お手軽なベンチマークあれこれ

Linux で、マシン(CPU)の相対性能を比較したい場合に、自分で使っているベンチマークについて、備忘録として書いてみたいと思います。

(1) bashで100万回ループ
[root@hoge ~]# cat /etc/centos-release
CentOS Linux release 7.1.1503 (Core) 
[root@hoge ~]# dmidecode -s processor-version
Intel(R) Core(TM) i7-2960XM CPU @ 2.70GHz
[root@hoge ~]# echo $LANG
ja_JP.UTF-8
[root@hoge ~]# time for ((i=0;++i<1000000;))
> do
> :
> done

real 0m4.035s
user 0m3.857s
sys 0m0.184s
何もインストールする必要がなく、簡単に測定できますが、一つ注意点があります。
なんと!ロケールが影響します。なので、条件を揃えるため、常に LANG=C に設定してから計測したほうが良いかと思います。
次が、同じマシンで LANG=C にした場合の結果です。
[root@hoge ~]# LANG=C
[root@hoge ~]# echo $LANG
C
[root@hoge ~]# time for ((i=0;++i<1000000;))
> do
> :
> done

real 0m3.212s
user 0m3.045s
sys 0m0.171s
ってことは、場合によっては、スクリプトの冒頭で。。。ですね。せこい最適化の前にやることはあるでしょうけど。

(2) sysbench
[root@hoge ~]# sysbench --test=cpu run
sysbench 0.4.12:  multi-threaded system evaluation benchmark

Running the test with following options:
Number of threads: 1

Doing CPU performance benchmark

Threads started!
Done.

Maximum prime number checked in CPU test: 10000


Test execution summary:
    total time:                          9.1036s
    total number of events:              10000
    total time taken by event execution: 9.1029
    per-request statistics:
         min:                                  0.88ms
         avg:                                  0.91ms
         max:                                  1.07ms
         approx.  95 percentile:               0.93ms

Threads fairness:
    events (avg/stddev):           10000.0000/0.00
    execution time (avg/stddev):   9.1029/0.00
このベンチは、EPEL に収録されているので、RHEL/CentOS なら、簡単にインストールできます。操作も簡単です。
テストの種類はいろいろと用意されていますが、--test=cpu と --test=memory をよく使います。簡単なので。

(3) 姫野ベンチ
[root@hoge ~]# ./bmt
mimax = 129 mjmax = 129 mkmax = 257
imax = 128 jmax = 128 kmax =256
 Start rehearsal measurement process.
 Measure the performance in 3 times.

 MFLOPS: 1898.971870 time(s): 0.216599 1.733593e-03

 Now, start the actual measurement process.
 The loop will be excuted in 831 times
 This will take about one minute.
 Wait for a while

 Loop executed for 831 times
 Gosa : 8.213920e-04 
 MFLOPS measured : 1959.001846 cpu : 58.159398
 Score based on Pentium III 600MHz : 23.890266
理研が公開しているベンチマークです。こちらはコンパイルが必要ですが、make 一発なので、容易だと思います。
上の結果は、C, static allocate version M のものです。
C, dynamic allocate version というのも用意されています。下が実行例です。
[root@hoge ~]# ./hime
For example: 
 Grid-size= XS (32x32x64)
     S  (64x64x128)
     M  (128x128x256)
     L  (256x256x512)
     XL (512x512x1024)

Grid-size = M

mimax = 128 mjmax = 128 mkmax = 256
imax = 127 jmax = 127 kmax =255
 Start rehearsal measurement process.
 Measure the performance in 3 times.

 MFLOPS: 322.654502 time(s): 1.249692 1.733593e-03

 Now, start the actual measurement process.
 The loop will be excuted in 144 times
 This will take about one minute.
 Wait for a while

 Loop executed for 144 times
 Gosa : 1.308934e-03 
 MFLOPS measured : 331.831996 cpu : 58.326202
 Score based on Pentium III 600MHz using Fortran 77: 4.046732

(4) memtest86+
これは、ベンチマークが主目的ではないですが、メモリ性能の確認にも使います。

2016-01-17追記
手持ちマシン等のデータを集めてみようと思います。随時追加していくつもり。
CPU (1) 100万回
ループ
(2) sysbench
CPU
(3) 姫野ベンチ
bmt
備考
x y z u v
Pentium 4 3.06GHz 10.2 31.1 415 2002年発表
Core 2 Duo L7100 1.20GHz 9.5 (107%) 34.0 (91%) 519 (125%) 2007年
Pentium D 950 3.40GHz 8.9 (115%) 20.6 (151%) 890 (214%) 2006年Q1
Core 2 X6800 2.93GHz 4.3 (237%) 16.0 (194%) 1025 (247%) 2006年Q3
Core 2 QX6800 2.93GHz 4.3 (237%) 16.0 (194%) 1037 (250%) 2007年Q2
Core i7 620M 2.67GHz 3.7 (276%) 8.7 (359%) 1368 (330%) 2010年Q1
Core i7 2960XM 2.70GHz 3.2 (319%) 9.1 (342%) 2516 (606%) 2011年Q4
Core i5 4670 3.40GHz 2.6 (392%) 8.1 (384%) 2945 (710%) 2013年Q2
括弧内%は、Pentium 4 3.06GHz を基準にした性能比です。
また、マルチコアは考慮されていません。
sysbench であれば、コマンドラインオプションとして --num-threads=コア数 を付与すれば、マルチコアを使ったベンチができます。そのうち計測してみたいと思ってます。

2016-02-03追記
sysbench --num-threads=T --test=cpu run を計測した値。
CPU コア数 スレッド数 sysbench
CPU
備考
x c T S v
Pentium 4 3.06GHz 1 2 25.3 2002年発表
Core 2 Duo L7100 1.20GHz 2 2 20.0 (126%) 2007年
Pentium D 950 3.40GHz 2 2 10.6 (239%) 2006年Q1
Core 2 X6800 2.93GHz 2 2 8.1 (312%) 2006年Q3
Core 2 QX6800 2.93GHz 4 4 4.1 (617%) 2007年Q2
Core i7 620M 2.67GHz 2 4 3.5 (723%) 2010年Q1
Xeon E3-1270 3.40GHz 4 8 1.4 (1807%) 2011年Q2
Core i7 2960XM 2.70GHz 4 8 1.5 (1687%) 2011年Q4
Core i5 4670 3.40GHz 4 4 2.2 (1150%) 2013年Q2
括弧内%は、Pentium 4 3.06GHz を基準にした性能比です。技術の進歩を感じますね。

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