اختبار كبير لمعالجات الهياكل المختلفة

مقدمة

محاولة لمقارنة أداء المعالجات في البنيات غير المتجانسة x86-64 ، e2k (Elbrus) ، mips and arm.

تتم كتابة جميع الاختبارات بلغة C (مأخوذة من رموز المصدر التي لم أقم بتعديلها أو تحسينها) ويتم تجميعها من أجل هندسة محددة باستخدام مترجم محدد لهذه البنية ويتم إجراء الاختبارات على توزيعات مختلفة من أنظمة تشغيل Linux. يمكن أن تتأثر النتائج بكل من نوع وإصدار المترجم ، وكذلك وضع التحسين. على الرغم من أنه حتى بهذه الطريقة ، يمكنك مقارنة أداء المعالجات تقريبًا ببنى مختلفة.

ملاحظة: أعرف أن معظم الاختبارات لأجهزة الكمبيوتر القديمة جدًا ، لكنها تعمل في كل مكان. وهو أمر جيد للغاية.

أنواع معماريات المعالجات المقارنة

CISC

CISC (حوسبة مجموعة التعليمات المعقدة) هي بنية يتم فيها تشفير مجموعة صغيرة من السجلات والأوامر بأطوال مختلفة والعمليات بواسطة أمر واحد.

RISC

RISC (حوسبة مجموعة التعليمات المخفضة) هي بنية معالج يتم فيها تبسيط التعليمات ولها طول ثابت (على سبيل المثال ، 32 بت) ، مما يحسن الأداء. لديها عدد كبير من السجلات.

فليو

VLIW (كلمة تعليمات طويلة جدًا) - بنية المعالج بتعليمات كبيرة جدًا. تحتوي إحدى التعليمات على العديد من الإرشادات البسيطة التي يمكن تنفيذها بواسطة وحدات المعالج المختلفة. كل هذا يبسط بشكل كبير العمارة ، لكنه يعقد المجمع. يمكن أن تؤدي التعليمات البرمجية غير الفعالة إلى إنشاء تعليمات غير مكتملة ، مما يقلل بشكل كبير من أداء البرنامج.

وصف معماريات المعالجات المقارنة

الإصدار x86-64 (ia32 / x86 / i386 / amd64 / EM64T / Intel / AMD)

x86 — CISC , Intel, . 32- Intel 386. : Intel, AMD VIA ( - Zhaoxin).

ARM

ARM — RISC ARM Limited 80 . 32- ARM : armv6 (ARM1136J(F)-S), armv7 (Cortex A9, Cortex A15), armv8 (CortexA53, CortexA57, Cortex A72 ). , , , . .

MIPS

MIPS — RISC , MIPS Computer Systems. ARM , , .. - ARM . MIPS , , Play Station 1. : 32- MIPS32 64- MIPS64.

E2K (Elbrus 2000/)

VLIW

• Dhrystone
• Whetstone
• LINPACK
• Coremark
• Memspeed
• Livermore Loops
• MP MFLOPS
• Scimark 2

Dhrystone

Dhrystone — , Reinhold P. Weicker 1984 .
, 2.1 , .
VAX Dhrystones , 1 VAX DMIPS = Dhrystones 1757.

Whetstone

Whetstone — , Harold Curnow 1972 Fortran.
C Roy Longbottom. MWIPS,
MOPS ( ) MFLOPS ( ).
: ,
, , , .

Whetstone JS ( NodeJS) C# ( Mono, .Net Framework Dotnet Core), Java.

Whetstone MP — Whetstone.

LINPACK

LINPACK — , Jack Dongarra Fortran 70 , C.
, () ().
Linpack 100x100 float.
.

Coremark

C. 2009 Shay Gal-On EEMBC
: ( ), ( ), (, ), CRC.

Memspeed

Memspeed — 3 , 64- , 32- and 32- 2 :

• r = r + x [m] * y[m] (Integer + y [m])
• x[m] = x[m] + y[m]
• x[m] = y[m]

Livermore Loops

, 1970, 14 Fortran. 24 1980'. MFLOPS.
. — , 24 3 Do-loop , .

MP MFLOPS

MP MFLOPS — , .
x[i] = (x[i] + a) * b - (x[i] + c) * d + (x[i] + e) * f 2, 8 32 1 . 0.1, 1 10 4 .
.

Scimark 2

SciMark 2 — C . 5 : FFT ( ), Gauss-Seidel relaxation ( — ), Sparse matrix-multiply ( ), Monte Carlo integration ( -), LU factorization (LU-).

x86 (i386) 86-64 (amd64):

• Core i7-2600
• AMD A6-3650
• Atom Z8350
• Core 2 Duo T9400
• Core i7-4700MQ
• Core i3-m330
• Xeon 6128
• Pentium M725
• Pentium 4 3066
• Pentium III 1000

armv6 (armel), armv7 (armhf), armv8 (aarch64):

• Odroid N2 (Amlogic S922X)
• Odroid X2 (Samsung Exynos 4412)
• Orange Pi PC2 (Allwinner H5)
• Orange Pi Win (Allwinner A64)
• Raspberry PI 3 (Broadcom BCM2837B0)
• Raspberry PI (Broadcom BCM2835)
• AWS Graviton (Alpine AL73400)

e2k (Elbrus 2000) (v3, v4, v5):

• E8C-SWTX (Elbrus 8C)
• E8C-E8C4 (Elbrus 8C x4 cpu)
• E8C2 (Elbrus 8C2) (1200 MHz, 1550 MHz)
• E2S-EL2S4 (Elbrus 4C x4 cpu)
• E2S-PC401 (Elbrus 4C)
• MBE1C-PC (Elbrus 1C+)

MIPS :

• Baikal T1 BFK

, .

Dhrystone

Dhrystone 1 :

Dhrystone, :

Dhrystone, 1 :

Dhrystone, Core i7-2600:

, Dhrystone x86 arm . 1 8 (E8C) Cortex A72, Dhrystones 1 , 8 Atom Z8350 Dhrystones 1 . Baikal T1 Arm Cortex A9. 8, 8. , , .

Whetstone

Whetstone Single Precision,

Whetstone Single Precision,

Whetstone Single Precision, 1

Whetstone Single Precision, , 1

Whetstone Single Precision, Core i7-2600

Whetstone Single Precision, , Core i7-2600

, ARM v7 Cortex A9 Pentium III, 1 .
, ARM v8 Cortex A72 Core 2 Duo T9400 1 1 ,
Atom Z8350. , Pentium 4 (NetBurst)
, (Pentium III 1 ).
Core 2 Duo T9400 1 1 ARM v7 Cortex A72, .

Whetstone:

LINPACK 100x100 DP ()

LINPACK 1000x1000, High Performance LINPACK, LINPACK 100x100.
LINPACK 100x100 DP, ? : .

:

LINPACK 100x100 Double Precision,

LINPACK 100x100 Double Precision, 1

LINPACK 100x100 Double Precision, Core i7-2600

C Mflops' 1 1 .

ARM v7 Cortex A9 (Odroid X2), ARM v8 Cortex A53 (Raspberry PI 3, Orange Pi Win, Orange Pi PC2 ) , Pentium III, . ARM v8 Cortex A72 (Odroid N2, AWS Graviton [Alpine AL73400]) Core 2 Duo T9400 Atom Z8350 .

E2K ( : E1C+, E4C, E8C1, E8C2 ) ARM , Cortex A72, 1,5 — 2 Intel, AMD A6-3650 Core 2 Duo T9400. , Intel.

Coremark

Coremark, ,

Coremark, ,

Coremark, , 1

Coremark, , 1

Coremark, , Core i7-2600

Coremark, , Core i7-2600

1 ARM (Cortex A9, Cortex A53) 3 Intel (Core i7-2600 ),
ARM (Cortex A9, Cortex A53) Atom Z8350, Core 2 Duo T9400 AMD A6-3650. Baikal T1 Atom Z8350, Core 2 Duo T9400 AMD A6-3650,
Atom Z8350.

Memspeed ()

(x[i] = x[i] + a * y[i])

(x[i] = x[i] + y[i])

(x[i] = y[i])

Memspeed, - ,

Memspeed, ,

Memspeed, ,

, , .

ARM (Cortex A9, Cortex A53) , AWS Graviton ( , ).
Intel ( 3 ). 8
8 , DDR4-2400.

MP MFLOPS

, :

2

x[i] = (x[i]+a)*b;

8

x[i] = (x[i]+a)*b-(x[i]+c)*d+(x[i]+e)*f;

32

x[i] = (x[i]+a)*b-(x[i]+c)*d+(x[i]+e)*f-(x[i]+g)*h+(x[i]+j)*k-(x[i]+l)*m+(x[i]+o)*p-(x[i]+q)*r+(x[i]+s)*t-(x[i]+u)*v+(x[i]+w)*y;

MP MFLOPS,

MP MFLOPS, , 2 ops/w

MP MFLOPS, , 8 ops/w

MP MFLOPS, , 32 ops/w

MP MFLOPS, , Core i7-2600

: ( VLIW).
8 378 ( 576) 32 . Core i7-2600 — 82.6 .
ARM 23.7 ( Cortex A72, Odroid N2), AWS Graviton — 117 , 16 .

Scimark 2 ()

Scimark 2, ,

ARM Cortex A9, Cortex A53 Intel Atom, Pentium 4.
ARM Cortex A72 Intel Core.

ARM, Intel Core -
, , , lcc .

P.S.

: e2k_chat ixbt, .

, ARM.

, .

ODS

1. ,
2. ,
4. Independent Tests of Baikal-T1

MP MFLOPS

قائمة استذكار Elbrus