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Vida cotidiana "alquimista"


A comparação do desempenho do servidor é um tópico complexo, causando muita controvérsia sobre como conduzir a comparação "corretamente". Neste artigo, falaremos sobre o caminho que os processadores seguem antes de entrarem em nossos serviços.

Servidores modernos consistem em muitos componentes, cada um dos quais requer uma abordagem própria e única. Os processadores de servidor não são uma exceção, que será discutida posteriormente.

Novo nas mãos


Geralmente, os fornecedores lançam novos processadores imediatamente com as réguas, mas sabemos claramente o que queremos. E assim aconteceu: a Intel lançou recentemente uma atualização, codinome Cascade Lake Refresh. A programação contém 14 processadores, mas estamos interessados ​​apenas em três deles:

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


É fácil justificar o interesse nesses modelos: usamos com sucesso seus antecessores:

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

Em alguns casos, os fornecedores lançam algo completamente novo, sem revelar o nome, e enviam a seus parceiros amostras de engenharia desses componentes marcados como Confidencial.


Antes de tudo, os processadores são testados quanto à compatibilidade com as placas-mãe disponíveis, pois as placas-mãe podem não funcionar corretamente com os processadores que eles desconhecem. Felizmente, os fornecedores trabalham em estreita colaboração com os fabricantes de placas-mãe, o que lhes permite lançar atualizações de BIOS com antecedência, adicionando suporte a microcódigos de novos processadores. Como existe uma tendência a aumentar a dissipação de calor devido a um aumento no poder de processamento do processador, também verificamos cuidadosamente o regime térmico durante o teste.

Depois de verificar o desempenho no nível físico, compilamos uma tabela de comparação com base em dados teóricos e depois prosseguimos para a comparação de desempenho.
Os dados sobre as especificações técnicas dos processadores Intel estão disponíveis ao público e estão disponíveis no recurso ark.intel.com
CaracterísticaXeon® Gold 6140Xeon® Gold 6240Xeon® Gold 6240R
Número de núcleosdezoitodezoito24
Número de processos36.36.48.
Frequência base, GHz2,302,602,40
Frequência máxima no modo Turbo Boost, GHz3,703,904,00
Tamanho do cache L324,7524,7535,75
Número de linhas UPI332
TDP, Watt140150165
Alterações no 6240R em comparação com seus antecessores são óbvias: aumento da frequência no modo Turbo Boost, mais núcleos, mais cache e, como resultado, mais calor. É importante observar que os processadores Cascade Lake Refresh, diferentemente de seus antecessores, não são suportados em sistemas de quatro soquetes.

Agora você pode iniciar testes práticos de desempenho.

"Artilharia pesada"


Inicialmente, usamos a famosa CPU SPEC 2017 para demonstrar a diferença de desempenho.Os testes da CPU SPEC são o padrão de fato no campo da medição de desempenho. A maioria dos fabricantes de processadores em suas apresentações se refere aos resultados obtidos usando esse conjunto de testes.

Todos os testes de CPU do SPEC são compilados a partir do código-fonte para um "sujeito de teste" específico, além disso, o uso de compiladores de otimização, como o Intel C ++ Compiler (icc) e o AMD Optimizing C / C ++ Compiler (AOCC), não é proibido, mas é incentivado. Essa abordagem permite comparar processadores de diferentes arquiteturas, usando todo o poder do processador e ferramentas relacionadas.

A organização SPEC permite que você publique os resultados dos testes em uma página especial. Estávamos interessados ​​em servidores de dois soquetes com "ouro". De acordo com nossos pedidos, encontramos:

  • 38 resultados para o processador Xeon® Gold 6240R;
  • 55 resultados para Xeon® Gold 6240;
  • 116 resultados para Xeon® Gold 6140.

Os valores medianos para cada teste são mostrados na tabela abaixo:
TesteXeon® 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
Analisando os dados teóricos dos processadores, podemos dizer com segurança que esperamos e prevemos o crescimento de indicadores em benchmarks.

Além do SPEC, usamos outros benchmarks mais fáceis de entender.

Abordagem minimalista


Não existem programas menos populares para medir o desempenho, que podem não ter se tornado o padrão, mas ganharam fama. É sobre o Teste de Desempenho PassMark e o GeekBench .

O GeekBench (a versão 5 é relevante no momento da publicação) é especializado em medir o desempenho do processador e possui uma tabela de classificação aberta, na qual você pode ver seus próprios resultados e comparar com outros. Ao contrário da CPU SPEC, o GeekBench, além de calcular em números inteiros e com ponto flutuante, realiza cálculos criptográficos envolvendo instruções especiais do processador .

Foram implementadas três famílias populares de sistemas operacionais baseados na arquitetura x86_64: Windows, Linux e MacOS X. O GeekBench também roda em dispositivos com arquitetura ARM, mas apenas no Android e iOS, o que exclui a possibilidade de rodar em servidores com essa arquitetura.

Os resultados do teste são fornecidos em pontos em relação ao padrão. No GeekBench 5, o Intel Core i3-8100 foi escolhido como referência, cujo resultado foi obtido por 1000 pontos. Se o processador tiver 2000 pontos, significa que é duas vezes mais poderoso que o padrão.

Escolhemos o PassMark PerformanceTest como uma alternativa ao GeekBench. Apesar de o PerformanceTest ser adaptado apenas para Windows, ele possui um perfil mais amplo e testa não apenas a CPU, mas também a RAM, o acelerador de disco e gráficos, se houver, no sistema.

A principal diferença entre o GeekBench e o PerformanceTest é a distribuição como arquivos executáveis. Esses testes são semelhantes aos softwares de código fechado, que só podem ter otimizações gerais e não suportam os novos recursos do processador.

Considere os resultados do teste usando o GeekBench 5, que são mostrados na tabela.
ÍndiceXeon® Gold 6240Xeon® Gold 6240R
Escore de núcleo único10441089
Pontuação de criptografia de núcleo único14421456
Pontuação inteira de núcleo único9981055
Pontuação de ponto flutuante de núcleo único10771100
Pontuação multicore2620331262
Pontuação criptográfica multinúcleo2655426920
Pontuação inteira de vários núcleos2621431639
Pontuação de ponto flutuante de vários núcleos2612131170
Comparado aos resultados da CPU do SPEC, o GeekBench mostra uma diferença mais perceptível nos cálculos de números inteiros. No entanto, a superioridade do Cascade Lake Refresh permanece inegável.

Tarefas "reais"


Alguns especialistas são céticos sobre o desempenho de benchmarking. "Sintéticos! Não é significativo! Eles dizem e têm razão à sua maneira. Especialistas de empresas de TI consideram novos processadores exclusivamente no contexto de seus próprios sistemas. Ao mesmo tempo, os requisitos são feitos não apenas para o poder de processamento do processador, mas também para a interação com RAM e periféricos.

A variedade de produtos de software usados ​​no campo de TI é enorme e cada um deles possui muitas configurações. A preparação de um grande número de testes leva um tempo inaceitavelmente longo e também permite que profissionais experientes expressem sua insatisfação com a configuração do teste.
Novos equipamentos são fornecidos para testes a especialistas no âmbito do projeto Selectel LAB , que permite que os especialistas realizem seus próprios testes independentes em qualquer tarefa.
Selecionamos várias tarefas que nos permitem avaliar o desempenho do processador e de todo o norte. Aqui está a lista:

  • compilação do projeto LLVM com otimização agressiva;
  • cálculo de um milhão de casas decimais de π;
  • gravação de vídeo com ffmpeg.

O projeto LLVM consiste em muitos programas complexos, portanto o processo de compilação de todos os programas do projeto é perfeitamente paralelo, mesmo em servidores poderosos. Em nossos testes, usamos SSDs como armazenamento e 12 DDR4-2666 RAM morrem.
TesteXeon® Gold 6240Xeon® Gold 6240R
Cálculo do número π3m 20.559s3m 16.246s
Transcodificação de vídeo com ffmpeg0m 46.646s0m 46.634s
Compilando projeto LLVM com otimização agressiva15m 35.933s15m 0.370s
Testes práticos confirmam os resultados de testes "sintéticos" realizados anteriormente. A compilação dos programas do projeto LLVM é realizada em paralelo, portanto o aumento no número de núcleos acelera o processo conforme o esperado. O cálculo do número π usa apenas um encadeamento e, neste teste, você pode ver um pequeno aumento na velocidade associado a um aumento na frequência máxima do processador.

Recodificar vídeo é uma tarefa menos trivial, calculada em paralelo a critério do próprio aplicativo ffmpeg. Uma pequena diferença entre os processadores é devido ao recurso de software.

Em vez de uma conclusão


O progresso não pára e a atualização da linha Cascade Lake foi um evento altamente esperado. Nossos testes mostraram que um aumento no número de núcleos, um aumento no cache L3 e uma frequência de clock maior afetaram favoravelmente o desempenho geral do processador e permitiram lidar adequadamente com “sintéticos” e tarefas próximas a condições reais.

Agora você pode experimentar novos processadores em suas próprias tarefas - os servidores estão disponíveis para pedido no painel de controle .

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