Ótimos testes de processadores de várias arquiteturas

Prefácio

Uma tentativa de comparar o desempenho de processadores em arquiteturas heterogêneas x86-64, e2k (Elbrus), mips e arm.

Todos os testes são escritos na linguagem C (extraídos de códigos-fonte que não modifiquei ou otimizei) e são compilados para uma arquitetura específica usando um compilador específico para essa arquitetura e os testes são realizados em várias distribuições dos sistemas operacionais Linux. Os resultados podem ser afetados pelo tipo e pela versão do compilador, bem como pelo modo de otimização. Embora, mesmo dessa maneira, você possa comparar aproximadamente o desempenho dos processadores em diferentes arquiteturas.

PS: Eu sei que a maioria dos testes é para computadores muito antigos, mas eles funcionam em qualquer lugar. O que é até muito bom.

Tipos de arquiteturas de processadores comparados

CISC

CISC (computação complexa do conjunto de instruções) é uma arquitetura na qual um pequeno conjunto de registros, comandos de vários comprimentos, operações são codificadas por um comando.

RISC

RISC (Reduced instruction set computing) — , (, 32 ), . .

VLIW

VLIW (very long instruction word) — . , . , . , .

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

Lista dos Mnemônicos Elbrus