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La vida cotidiana "alquimista"


La comparación del rendimiento del servidor es un tema complejo, que genera mucha controversia sobre cómo realizar la comparación "correctamente". En este artículo, hablaremos sobre el funcionamiento de los procesadores antes de que ingresen a nuestros servicios.

Los servidores modernos constan de muchos componentes, cada uno de los cuales requiere su propio enfoque único. Los procesadores de servidor no son una excepción, que se discutirá más adelante.

Nuevo en las manos


Por lo general, los proveedores lanzan nuevos procesadores inmediatamente con reglas, pero sabemos claramente lo que queremos. Y así sucedió: Intel lanzó recientemente una actualización, cuyo nombre en código es Cascade Lake Refresh. La línea contiene 14 procesadores, pero solo nos interesan tres de ellos:

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


Es fácil justificar el interés en estos modelos: hemos utilizado con éxito sus predecesores:

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

En algunos casos, los proveedores lanzan algo completamente nuevo, sin siquiera revelar el nombre, y envían a sus socios muestras de ingeniería de dichos componentes marcados como Confidencial.


En primer lugar, se prueba la compatibilidad de los procesadores con las placas base disponibles, ya que las placas base pueden no funcionar correctamente con procesadores desconocidos para ellos. Afortunadamente, los proveedores trabajan en estrecha colaboración con los fabricantes de placas base, lo que les permite lanzar actualizaciones de BIOS por adelantado, agregando soporte para microcódigos de nuevos procesadores. Dado que existe una tendencia a aumentar la disipación de calor debido a un aumento en la potencia de procesamiento del procesador, verificamos cuidadosamente el modo térmico durante las pruebas.

Después de verificar el rendimiento a nivel físico, compilamos una tabla de comparación basada en datos teóricos, y luego procedemos a la comparación del rendimiento.
Los datos sobre las especificaciones técnicas de los procesadores Intel están disponibles públicamente y están disponibles en el recurso ark.intel.com
CaracterísticaXeon® Gold 6140Xeon® Gold 6240Xeon® Gold 6240R
Numero de nucleosDieciochoDieciocho24
Número de hilos363648
Frecuencia base, GHz2,302,602,40
Frecuencia máxima en modo Turbo Boost, GHz3.703.904.00
Tamaño de caché L324,7524,7535,75
Número de líneas UPI332
TDP, vatios140150165
Los cambios en el 6240R en comparación con sus predecesores son obvios: una mayor frecuencia en el modo Turbo Boost, más núcleos, más caché y, como resultado, más calor. Es importante tener en cuenta que los procesadores Cascade Lake Refresh, a diferencia de sus predecesores, no son compatibles con los sistemas de cuatro sockets.

Ahora puede comenzar pruebas prácticas de rendimiento.

"Artillería pesada"


Inicialmente, utilizamos la famosa CPU SPEC 2017 para demostrar la diferencia en el rendimiento Las pruebas de CPU SPEC son el estándar de facto en el campo de la medición del rendimiento. La mayoría de los fabricantes de procesadores en sus presentaciones se refieren a los resultados obtenidos con este conjunto de pruebas.

Todas las pruebas de CPU SPEC se compilan a partir del código fuente para un "sujeto de prueba" específico; además, el uso de compiladores de optimización como Intel C ++ Compiler (icc) y AMD Optimizing C / C ++ Compiler (AOCC) no está prohibido, sino que se recomienda. Este enfoque le permite comparar procesadores de diferentes arquitecturas, utilizando toda la potencia del procesador y las herramientas relacionadas.

La organización SPEC le permite publicar los resultados de la prueba en una página especial. Estábamos interesados ​​en servidores de dos sockets con "oro". De acuerdo con nuestras solicitudes, encontramos:

  • 38 resultados para el procesador Xeon® Gold 6240R;
  • 55 resultados para Xeon® Gold 6240;
  • 116 resultados para Xeon® Gold 6140.

Los valores medios para cada prueba se muestran en la tabla a continuación:
PruebaXeon® 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
Analizando los datos teóricos sobre los procesadores, podemos decir con seguridad que esperamos y predecimos el crecimiento de los indicadores en los puntos de referencia.

Además de SPEC, utilizamos otros puntos de referencia más fáciles de entender.

Enfoque minimalista


No hay programas menos populares para medir el rendimiento, que pueden no haberse convertido en el estándar, pero han ganado cierta fama. Se trata de PassMark Performance Test y GeekBench .

GeekBench (la versión 5 es relevante en el momento de la publicación) se especializa en medir el rendimiento del procesador y tiene una tabla de clasificación abierta en la que puede ver sus propios resultados y compararlos con otros. A diferencia de la CPU SPEC, GeekBench, además de calcular enteros y con un punto flotante, realiza cálculos criptográficos que implican instrucciones especiales del procesador .

Se admiten tres familias populares de sistemas operativos basados ​​en la arquitectura x86_64: Windows, Linux y MacOS X. GeekBench también se ejecuta en dispositivos con arquitectura ARM, pero solo en Android e iOS, lo que excluye la posibilidad de ejecutarse en servidores con esta arquitectura.

Los resultados de la prueba se proporcionan en puntos relativos al estándar. En GeekBench 5, se eligió el Intel Core i3-8100 como punto de referencia, cuyo resultado se tomó por 1000 puntos. Si el procesador obtiene 2000 puntos, significa que es el doble de potente que el estándar.

Elegimos PassMark PerformanceTest como una alternativa a GeekBench. A pesar de que PerformanceTest está adaptado solo para Windows, tiene un perfil más amplio y prueba no solo la CPU, sino también la RAM, el disco y el acelerador de gráficos, si los hay, en el sistema.

La principal diferencia entre GeekBench y PerformanceTest es la distribución como archivos ejecutables. Dichas pruebas son similares al software de código cerrado, que solo puede tener optimizaciones generales y no es compatible con las nuevas capacidades del procesador.

Considere los resultados de la prueba con GeekBench 5, que se muestran en la tabla.
ÍndiceXeon® Gold 6240Xeon® Gold 6240R
Puntaje de un solo núcleo10441089
Puntaje criptográfico de un solo núcleo14421456
Puntuación entera de un solo núcleo9981055
Puntaje de punto flotante de un solo núcleo10771100
Puntuación multinúcleo2620331262
Puntuación criptográfica multinúcleo2655426920
Puntuación de entero múltiple2621431639
Puntaje de punto flotante multinúcleo2612131170
En comparación con los resultados de la CPU SPEC, GeekBench muestra una diferencia más notable en los cálculos de enteros. Sin embargo, la superioridad de Cascade Lake Refresh sigue siendo innegable.

Tareas "reales"


Algunos expertos son escépticos sobre el rendimiento de la evaluación comparativa. "¡Sintéticos! ¡Insignificante! " Dicen, y tienen razón a su manera. Los especialistas de las empresas de TI consideran los nuevos procesadores exclusivamente en el contexto de sus propios sistemas. Al mismo tiempo, se hacen requisitos no solo para la potencia de procesamiento del procesador, sino también para la interacción con RAM y periféricos.

La variedad de productos de software utilizados en el campo de TI es enorme, y cada uno de ellos tiene muchas configuraciones. La preparación de una gran cantidad de pruebas lleva un tiempo inaceptablemente largo, y también permite que profesionales experimentados expresen su insatisfacción con la configuración de la prueba.
Se proporciona nuevo equipo para pruebas a especialistas en el marco del proyecto Selectel LAB , que permite a los especialistas realizar sus propias pruebas independientes en cualquier tarea.
Seleccionamos varias tareas que nos permiten evaluar el rendimiento tanto del procesador como de todo el norte. Aquí está la lista:

  • compilación del proyecto LLVM con optimización agresiva;
  • cálculo de un millón de decimales de π;
  • Grabación de video con ffmpeg.

El proyecto LLVM consta de muchos programas complejos, por lo que el proceso de compilación de todos los programas del proyecto es perfectamente paralelo, incluso en servidores potentes. En nuestras pruebas, usamos SSD como almacenamiento y 12 DDR4-2666 RAM muere.
PruebaXeon® Gold 6240Xeon® Gold 6240R
Cálculo del número π3m 20.559s3m 16.246s
Transcodificación de video con ffmpeg0m 46.646s0m 46.634s
Compilación de proyectos LLVM con optimización agresiva15m 35.933s15m 0.370s
Las pruebas prácticas confirman los resultados de las pruebas "sintéticas" realizadas previamente. La compilación de los programas del proyecto LLVM se realiza en paralelo, por lo que el aumento en el número de núcleos acelera el proceso como se esperaba. El cálculo del número π usa solo un subproceso, y en esta prueba puede ver un pequeño aumento en la velocidad asociada con un aumento en la frecuencia máxima del procesador.

La grabación de video es una tarea menos trivial, que se calcula en paralelo a discreción de la aplicación ffmpeg. Tal ligera diferencia entre los procesadores se debe a la función de software.

En lugar de una conclusión


El progreso no se detiene y la actualización de la línea Cascade Lake fue un evento muy esperado. Nuestras pruebas mostraron que un aumento en el número de núcleos, un aumento en el caché L3 y una mayor frecuencia de reloj afectaron favorablemente el rendimiento general del procesador y le permitieron hacer frente adecuadamente tanto a los "sintéticos" como a las tareas cercanas a las condiciones reales.

Ahora puede probar nuevos procesadores en sus propias tareas: los servidores están disponibles para ordenar en el panel de control .

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