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Alltag "Alchemist"


Der Vergleich der Serverleistung ist ein komplexes Thema, das viele Kontroversen darüber hervorruft, wie der Vergleich „richtig“ durchgeführt werden soll. In diesem Artikel werden wir darüber sprechen, wie Prozessoren vorgehen, bevor sie in unsere Dienste aufgenommen werden.

Moderne Server bestehen aus vielen Komponenten, von denen jede ihren eigenen, einzigartigen Ansatz erfordert. Serverprozessoren sind keine Ausnahme, auf die später noch eingegangen wird.

Neu in den Händen


Normalerweise geben Anbieter neue Prozessoren sofort mit Linealen frei, aber wir wissen genau, was wir wollen. Und so geschah es: Intel hat kürzlich ein Update mit dem Codenamen Cascade Lake Refresh veröffentlicht. Das Lineup enthält 14 Prozessoren, aber wir sind nur an drei interessiert:

  • Intel® Xeon® Gold 6240R;
  • Intel® Xeon® Gold 5218R;
  • Intel® Xeon® Silver 4214R.


Das Interesse an diesen Modellen ist leicht zu rechtfertigen: Wir haben ihre Vorgänger erfolgreich eingesetzt:

  • Intel® Xeon® Silver 4114;
  • Intel® Xeon® Silver 4214;
  • Intel® Xeon® Gold 6140;
  • Intel® Xeon® Gold 6240;
  • Intel® Xeon® Gold 5218.

In einigen Fällen veröffentlichen Anbieter etwas völlig Neues, ohne den Namen preiszugeben, und senden ihren Partnern technische Muster solcher Komponenten, die als vertraulich gekennzeichnet sind.


Zunächst werden Prozessoren auf Kompatibilität mit den verfügbaren Motherboards getestet, da Motherboards mit ihnen unbekannten Prozessoren möglicherweise nicht richtig funktionieren. Glücklicherweise arbeiten die Anbieter eng mit den Motherboard-Herstellern zusammen, sodass sie BIOS-Updates im Voraus veröffentlichen und die Unterstützung für Mikrocodes neuer Prozessoren hinzufügen können. Da aufgrund einer Erhöhung der Verarbeitungsleistung des Prozessors die Tendenz besteht, die Wärmeableitung zu erhöhen, überprüfen wir während des Tests auch das thermische Regime sorgfältig.

Nachdem wir die Leistung auf physikalischer Ebene überprüft haben, erstellen wir eine Vergleichstabelle basierend auf theoretischen Daten und fahren dann mit dem Leistungsvergleich fort.
Daten zu den technischen Spezifikationen von Intel-Prozessoren sind öffentlich verfügbar und auf der Ressource ark.intel.com verfügbar
CharakteristischXeon® Gold 6140Xeon® Gold 6240Xeon® Gold 6240R
Zahl der Kerneachtzehnachtzehn24
Anzahl der Themen363648
Grundfrequenz GHz2.302,602.40
Maximale Frequenz im Turbo-Boost-Modus, GHz3,703,904.00
L3 Cache-Größe24,7524,7535,75
Anzahl der UPI-Leitungen332
TDP, Watt140150165
Änderungen am 6240R im Vergleich zu seinen Vorgängern sind offensichtlich: eine erhöhte Frequenz im Turbo-Boost-Modus, mehr Kerne, mehr Cache und infolgedessen mehr Wärme. Es ist wichtig zu beachten, dass Cascade Lake Refresh-Prozessoren im Gegensatz zu ihren Vorgängern auf Systemen mit vier Sockeln nicht unterstützt werden.

Jetzt können Sie mit praktischen Leistungstests beginnen.

"Schwere Artillerie"


Zunächst haben wir die berühmte SPEC-CPU 2017 verwendet, um den Leistungsunterschied zu demonstrieren. SPEC-CPU-Tests sind der De-facto-Standard im Bereich der Leistungsmessung. Die meisten Prozessorhersteller beziehen sich in ihren Präsentationen auf die Ergebnisse, die mit dieser Testsuite erzielt wurden.

Alle SPEC-CPU-Tests werden aus dem Quellcode für ein bestimmtes „Testobjekt“ kompiliert. Darüber hinaus ist die Verwendung von optimierenden Compilern wie Intel C ++ Compiler (icc) und AMD Optimizing C / C ++ - Compiler (AOCC) nicht verboten, sondern wird empfohlen. Mit diesem Ansatz können Sie Prozessoren unterschiedlicher Architekturen mit der gesamten Leistung des Prozessors und der zugehörigen Tools vergleichen.

Mit der SPEC-Organisation können Sie Testergebnisse auf einer speziellen Seite veröffentlichen. Wir waren an Zwei-Socket-Servern mit "Gold" interessiert. Gemäß unseren Anfragen fanden wir:

  • 38 Ergebnisse für den Xeon® Gold 6240R-Prozessor;
  • 55 Ergebnisse für Xeon® Gold 6240;
  • 116 Ergebnisse für Xeon® Gold 6140.

Die Medianwerte für jeden Test sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
PrüfungXeon® Gold 6140Xeon® Gold 6240Xeon® Gold 6240R
SPECspeed2017_int_base9.0810.310.3
SPECspeed2017_fp_base110.0132,0149,0
SPECrate2017_int_base197.0230,5274.0
SPECrate2017_fp_base186,0209,5241.0
Wenn wir die theoretischen Daten zu Prozessoren analysieren, können wir mit Sicherheit sagen, dass wir das Wachstum von Indikatoren in Benchmarks erwarten und vorhersagen.

Zusätzlich zu SPEC verwenden wir andere, leichter verständliche Benchmarks.

Minimalistischer Ansatz


Es gibt nicht weniger beliebte Programme zur Leistungsmessung, die möglicherweise nicht zum Standard geworden sind, aber einige Berühmtheit erlangt haben. Es geht um den PassMark Performance Test und GeekBench .

GeekBench (Version 5 ist zum Zeitpunkt der Veröffentlichung relevant) ist auf die Messung der Prozessorleistung spezialisiert und verfügt über eine offene Bewertungstabelle, in der Sie Ihre eigenen Ergebnisse anzeigen und mit anderen vergleichen können. Im Gegensatz zur SPEC-CPU führt GeekBench neben der Berechnung in ganzen Zahlen und mit einem Gleitkomma auch kryptografische Berechnungen mit speziellen Prozessoranweisungen durch .

Drei beliebte Familien von Betriebssystemen, die auf der x86_64-Architektur basieren, wurden implementiert: Windows, Linux und MacOS X. GeekBench läuft auch auf Geräten mit ARM-Architektur, jedoch nur auf Android und iOS, was die Möglichkeit ausschließt, auf Servern mit einer solchen Architektur ausgeführt zu werden.

Die Testergebnisse werden in Punkten relativ zum Standard angegeben. In GeekBench 5 wurde der Intel Core i3-8100 als Benchmark ausgewählt, dessen Ergebnis für 1000 Punkte angenommen wurde. Wenn der Prozessor 2000 Punkte erzielt, bedeutet dies, dass er doppelt so leistungsfähig ist wie der Standard.

Wir haben PassMark PerformanceTest als Alternative zu GeekBench gewählt. Trotz der Tatsache, dass PerformanceTest nur für Windows angepasst ist, hat es ein breiteres Profil und testet nicht nur die CPU, sondern auch den RAM-, Festplatten- und Grafikbeschleuniger, falls vorhanden, im System.

Der Hauptunterschied zwischen GeekBench und PerformanceTest besteht in der Verteilung als ausführbare Dateien. Solche Tests ähneln Closed-Source-Software, die nur allgemeine Optimierungen aufweisen kann und die neuen Prozessorfunktionen nicht unterstützt.

Betrachten Sie die Testergebnisse mit GeekBench 5, die in der Tabelle aufgeführt sind.
IndexXeon® Gold 6240Xeon® Gold 6240R
Single-Core-Score10441089
Single-Core Crypto Score14421456
Single-Core Integer Score9981055
Single-Core-Gleitkomma-Score10771100
Multi-Core-Score2620331262
Multi-Core Crypto Score2655426920
Multi-Core Integer Score2621431639
Multi-Core-Gleitkomma-Score2612131170
Im Vergleich zu den SPEC-CPU-Ergebnissen zeigt GeekBench einen deutlicheren Unterschied bei den Ganzzahlberechnungen. Die Überlegenheit von Cascade Lake Refresh bleibt jedoch unbestreitbar.

"Echte" Aufgaben


Einige Experten stehen dem Benchmarking der Leistung skeptisch gegenüber. "Kunststoffe! Nicht signifikant! " Sie sagen und haben auf ihre Weise Recht. Spezialisten von IT-Unternehmen betrachten neue Prozessoren ausschließlich im Kontext ihrer eigenen Systeme. Gleichzeitig werden Anforderungen nicht nur an die Rechenleistung des Prozessors gestellt, sondern auch an die Interaktion mit RAM und Peripheriegeräten.

Die Vielfalt der im IT-Bereich verwendeten Softwareprodukte ist riesig und jedes hat viele Einstellungen. Die Vorbereitung einer großen Anzahl von Tests dauert unannehmbar lange und ermöglicht es erfahrenen Fachleuten, ihre Unzufriedenheit mit der Konfiguration des Tests auszudrücken.
Im Rahmen des Selectel LAB- Projekts werden Spezialisten neue Geräte zum Testen zur Verfügung gestellt , mit denen Spezialisten ihre eigenen unabhängigen Tests für alle Aufgaben durchführen können.
Wir haben mehrere Aufgaben ausgewählt, mit denen wir die Leistung sowohl des Prozessors als auch des gesamten Nordens bewerten können. Hier ist die Liste:

  • Zusammenstellung eines LLVM-Projekts mit aggressiver Optimierung;
  • Berechnung von einer Million Dezimalstellen von π;
  • Video mit ffmpeg neu codieren.

Das LLVM-Projekt besteht aus vielen komplexen Programmen, sodass der Kompilierungsprozess aller Projektprogramme auch auf leistungsstarken Servern perfekt parallel verläuft. In unseren Tests verwenden wir SSDs als Speicher und 12 DDR4-2666 RAM-Chips.
PrüfungXeon® Gold 6240Xeon® Gold 6240R
Berechnung der Zahl π3m 20.559s3m 16.246s
Video mit ffmpeg umcodieren0m 46.646s0m 46.634s
Kompilieren eines LLVM-Projekts mit aggressiver Optimierung15m 35.933s15 m 0,370 s
Praktische Tests bestätigen die Ergebnisse zuvor durchgeführter "synthetischer" Tests. Die Erstellung von LLVM-Projektprogrammen erfolgt parallel, sodass die Erhöhung der Anzahl der Kerne den Prozess erwartungsgemäß beschleunigt. Bei der Berechnung der π-Zahl wird nur ein Thread verwendet. In diesem Test können Sie eine geringfügige Erhöhung der Geschwindigkeit feststellen, die mit einer Erhöhung der maximalen Prozessorfrequenz verbunden ist.

Das Neukodieren von Videos ist eine weniger triviale Aufgabe, die nach Ermessen der ffmpeg-Anwendung selbst parallel berechnet wird. Ein derart geringfügiger Unterschied zwischen den Prozessoren ist auf die Softwarefunktion zurückzuführen.

Anstelle einer Schlussfolgerung


Der Fortschritt steht nicht still und die Aktualisierung der Cascade Lake-Linie war ein mit Spannung erwartetes Ereignis. Unsere Tests haben gezeigt, dass eine Erhöhung der Anzahl der Kerne, eine Erhöhung des L3-Caches und eine Erhöhung der Taktfrequenz die Gesamtleistung des Prozessors positiv beeinflussten und es ihm ermöglichten, sowohl „Kunststoffe“ als auch Aufgaben in der Nähe der realen Bedingungen angemessen zu bewältigen.

Sie können jetzt neue Prozessoren in Ihren eigenen Aufgaben ausprobieren - Server können über das Control Panel bestellt werden .

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