Intel Nehalem-EP处理器首发深度评测(六)

正睿科技发布时间：2009-04-01 11:24:59 浏览数：6172

　　ScienceMark v2.0 Membench

　　ScienceMark v2.0是一款用于测试系统特别是处理器在科学计算应用中的性能的软件，MemBenchmark是其中针对处理器缓存、系统内存而设计的功能模块，它可以测试系统内存带宽、L1 Cache延迟、L2 Cache延迟和系统内存延迟，另外还可以测试不同指令集的性能差异。

ScienceMark v2.0 Membench L1测试成绩

ScienceMark v2.0 Membench L2测试成绩

ScienceMark v2.0 Membench 内存测试成绩

　　首先我们进行的是ScienceMark的测试，主要考察系统的缓存和内存子系统情况。L1/L2 Cache的成绩主要是跟处理器频率相关，因为目前的处理器当中L1 Cache都是和处理器核心同频率的，而L2 Cache基本上也是??当前的处理器L2都是全速的（放置在处理器内但不在同一个芯片上的Pentium II为半速L2，而Pentium之前的处理器L2则和处理器分离，速度更低）。越快的频率，L1/L2性能就越好。而内存带宽主要由两部分相关：比较大的部分是内存架构，小部分是内存操作指令（集），例如使用最新的SSE指令集比通常的ALU指令集会得到更大的吞吐量，而不同的SSE版本性能也有不同。

ScienceMark Membench
厂商	Intel	Intel	Intel
产品型号	Nehalem-EP Intel Gainestown Xeon X5570 2.93GHz	AS650 AMD Shanghai Operton 2378 2.40GHz	PowerEdge 2900 III Intel Harpertown Xeon E5430 2.66GHz
内存技术参数	4GB R-ECC DDR3-1333 SDRAM x6	4GB R-ECC DDR3-1333 SDRAM x6	4GB R-ECC DDR3-1333 SDRAM x6
L1带宽(MB/s)	47880.48	48167.88	55376.16
L2带宽(MB/s)	19604.64	14314.34	16757.55
内存带宽(MB/s)	10116.61	6672.76	4485.09
L1 Cache Latency(ns)
32 Bytes Stride	2 cycles 0.68 ns	1.25 ns	1.13 ns
L1 Algorithm Bandwidth(MB/s)
Compiler	43072.25	34042.63	25201.96
REP MOVSD	43467.25	34864.10	25467.15
ALU Reg Copy	11949.09	12166.94	13093.65
MMX Reg Copy	22537.36	25698.47	25242.19
SSE PAlign	47773.13	48167.40	52826.21
SSE2 PAlign	47880.48	48167.88	55376.16
L2 Cache Latency(ns)
4 Bytes Stride	3 cycles 1.02 ns	1.25 ns	1.13 ns
16 Bytes Stride	3 cycles 1.02 ns	1.25 ns	1.50 ns
64 Bytes Stride	8 cycles 2.73 ns	3.75 ns	4.51 ns
256 Bytes Stride	8 cycles 2.73 ns	6.25 ns	4.51 ns
512 Bytes Stride	7 cycles 2.39 ns	6.25 ns	4.89 ns
L2 Algorithm Bandwidth(MB/s)
Compiler	18039.64	11609.57	11880.48
REP MOVSD	19604.64	12140.00	12536.88
ALU Reg Copy	8788.90	9273.71	8577.86
MMX Reg Copy	14083.83	12042.45	13408.31
SSE PAlign	18731.92	14314.34	16719.97
SSE2 PAlign	5833.93	14289.88	16757.55
Memory Latency(ns)
4 Bytes Stride	3 cycles 1.02 ns	1.67 ns	1.13 ns
16 Bytes Stride	5 cycles 1.70 ns	5.00 ns	4.89 ns
64 Bytes Stride	22 cycles 7.50 ns	20.00 ns	19.17 ns
256 Bytes Stride	102 cycles 34.77 ns	34.58 ns	59.77 ns
512 Bytes Stride	117 cycles 39.88 ns	81.24 ns	68.04 ns
Memory Algorithm Bandwidth(MB/s)
Compiler	9210.17	2872.77	3178.45
REP MOVSD	10116.61	2887.02	3220.23
ALU Reg Copy	8156.00	2654.29	2789.34
MMX Reg Copy	9306.18	2943.85	2972.91
MMX Reg 3dNow	-	6631.75	-
MMX Reg SSE	8781.26	6672.76	3978.53
SSE PAlign	8580.24	5765.46	4128.59
SSE PAlign SSE	9524.07	6611.10	4390.48
SSE2 PAlign	8560.83	5766.87	4326.42
SSE2 PAlign SSE	9555.13	6612.42	4441.71
MMX Block 4kb	7743.82	4450.46	4063.30
MMX Block 16kb	8321.35	4677.49	4479.88
SSE Block 4kb	7890.10	4441.71	4074.79
SSE Block 16kb	8355.86	4681.34	4485.09

　　基本上，与处理器结合最紧密的L1，或L2（在有L3的情况下）的延迟总是跟处理器频率密集相关的，从总体测试结果来看，Nehalem-EP Xeon X5570全面强于基准平台，不过有两项数值很奇怪：SSE2 PAlign的L1测试和L2测试，这个数值明显不正常。

　　CineBench R10

　　CineBench是基于Cinem4D工业三维设计软件引擎的测试软件，用来测试对象在进行三维设计时的性能，它可以同时测试处理器子系统、内存子系统以及显示子系统，我们的平台偏向于服务器多一些，因此就只有前两个的成绩具有意义。和大多数工业设计软件一样，CineBench可以完善地支持多核/多处理器，它的显示子系统测试基于OpenGL。

Nehalem-EP/Gainestown Xeon X5570测试成绩

CineBench R10
处理器	双路Intel Gainestown Xeon X5570	双路AMD Shanghai Operton 2378	双路Intel Harpertown Xeon E5430
显卡	-	-	-
CPU Benchmark
Rendering (1 CPU)	4410 CB-CPU	1797 CB-CPU	2931 CB-CPU
Rendering (x CPU)	28172 CB-CPU	10734 CB-CPU	16806 CB-CPU
Multiprocessor Speedup	6.39x	5.97x	5.73x
OpenGL Benchmark
OpenGL Standard	224 CB-GFX	98 CB-GFX	176 CB-GFX

Intel Nehalem-EP/Gainestown Xeon X5570测试成绩对比

　　单处理器的渲染性能，Xeon X5570要比Xeon E5430要高50.5%，频率上要高10.2%，架构提升很明显。

　　在多处理器的渲染测试中，X5570性能要高67.6%，多处理器加速比为6.39x。

　　Iometer 2006.07.27

　　我们的基准服务器采用了三块15000RPM的Seagate Cheetah 15K.5硬盘。Nehalem-EP测试样机则是用两块7200RPM Seagate Barracuda 7200.11。基准平台使用了LSI MegaRAID SAS 8408E硬件阵列卡组建了RAID 5阵列，而测试样机使用了一块集成的LSI MegaRAID SAS阵列卡。显而易见，Nehalem-EP测试样机的磁盘子系统比较糟糕。

IO读

IO写

读吞吐量

写吞吐量

　　由于是软阵列，阵列缓存由驱动在主内存中维护，因此512B连续读取IOps和连续吞吐量都很不错，当然……实际应用是另一回事。

　　NetBench v7.03

　　NetBench 7.03 Ent_dm.tst测试脚本模拟的是企业级文件服务器应用，它不但要求被测服务器的磁盘子系统可以提供足够的吞吐量，还需要其具有较高的IO处理能力，并且需要较为平衡的读取能力和写入能力。

NetBench性能测试

　　由于是SATA软阵列??它们的曲线都表现出类似于正态分布一样：在某处具有一个波峰，两侧则逐渐下滑。Nehalem-EP测试样机的峰值吞吐量在20台测试客户机时达到，为850Mbps，此后随着客户端的增加，滑落到400Mbps附近。基准平台属于硬件阵列，Shanghai平台属于SAS Host-RAID半软半硬阵列。关于NetBench性能与处理器、内存、磁盘的关系可以看这里《评测机密：文件服务器性能提升N大要义》。

　　Benchmark Factory 4.6

　　我们在被测服务器上安装了Microsoft SQL 2005 SP1，按照测试要求建立了数据库。BF在测试之前会在数据库中生成9个表，其中包括4个500万行的表格，每行包括100字节的数据，因此每个表格容量大约是476MB，整个数据库容量为1.86GB。我们用60个客户端模拟1000个用户，在这个数据库中进行查询、添加、删除、修改等操作。

　　由于时间紧迫，在测试X5570的同时，我们也对另一台E5540 Nehalem-EP进行了数据库测试

SQL2005数据库性能测试

　　数据库测试是一个综合性的测试，在较少客户端的时候，其性能依赖于处理器以及内存系统，在较多客户端的时候，则开始依赖于磁盘子系统。在这个测试里面，Nehalem-EP的三个优势都得以完全发挥，最终成绩非常惊人：在频率更低的情况下，平均TPS（每秒交易数）要高114%（90557.2对40397.217），提升超过了一倍以上。峰值TPS是96264.5。Nehalem真是理想的数据库平台。

　　为了体现出超线程对系统性能的影响，我们特地在另一台Nehalem-EP平台上作了打开/关闭超线程的测试。

SiSoftware Sandra Pro Business 2009
测试对象	Nehalem-EP 双路Intel Gainestown Xeon E5540 2.53GHz	Dawning Nehalem-EP 双路Intel Gainestown Xeon E5540 2.53GHz 无超线程
Processor Arithmetic Benchmark 处理器架构测试
Dhrystone ALU	129014MIPS	130767MIPS
Dhrystone ALU vs SPEED	51.05MIPS/MHz	51.75MIPS/MHz
Whetstone iSSE3	111000MFLOPS	68158MFLOPS
Dhrystone iSSE3 vs SPEED	43.93MFLOPS/MHz	26.97MFLOPS/MHz
Processor Multi-Media Benchmark 处理器多媒体测试
Multi-Media Int x16 iSSE4.1	269.08MPixel/s	228.02MPixel/s
Multi-Media Int x16 iSSE4.1 vs SPEED	106.48kPixels/s/MHz	90.23kPixels/s/MHz
Multi-Media Float x8 iSSE2	206.19MPixel/s	172.03MPixel/s
Multi-Media Float x8 iSSE2 vs SPEED	81.60kPixels/s/MHz	68.08kPixels/s/MHz
Multi-Media Double x4 iSSE2	113.93MPixel/s	89.72MPixel/s
Multi-Media Double x4 iSSE2 vs SPEED	45.09kPixels/s/MHz	35.50kPixels/s/MHz
Multi-Core Efficiency Benchmark
Inter-Core Bandwidth	63.30GB/s	25.88GB/s
Inter-Core Bandwidth vs SPEED	25.65MB/s/MHz	10.49MB/s/MHz
Inter-Core Latency (越小越好)	22ns	58ns
Inter-Core Latency? vs SPEED (越小越好)	0.01ns/MHz	0.02ns/MHz
Memory Bandwidth Benchmark 内存带宽测试
Int Buff‘d iSSE2 Memory Bandwidth	9.02GB/s	32.59GB/s
Float Buff‘d iSSE2 Memory Bandwidth	8.90GB/s	32.56GB/s
Memory Latency Benchmark 内存延迟测试
Memory(Random Access) Latency (越小越好)	96ns	92ns
Speed Factor (越小越好)	59.40	57.90
Internal Data Cache	4clocks	4clocks
L2 On-board Cache	10clocks	10clocks
L3 On-board Cache	52clocks	51clocks
Cache and Memory Benchmark 缓存及内存测试
Cache/Memory Bandwidth	122.06GB/s	120.64GB/s
Cache/Memory Bandwidth vs SPEED	49.46MB/s/MHz	48.89MB/s/MHz
Speed Factor (越小越好)	22.80	23.10
Internal Data Cache	398.74GB/s	401.21GB/s
L2 On-board Cache	368.03GB/s	362.61GB/s
.NET Arithmetic Benchmark .NET架构测试
Dhrystone .NET	29299MIPS	28774MIPS
Dhrystone .NET vs SPEED	11.59MIPS/MHz	11.39MIPS/MHz
Whetstone .NET	69736MFLOPS	44516MFLOPS
Whetstone .NET vs SPEED	27.60MFLOPS/MHz	17.62MFLOPS/MHz
.NET Multi-Media Benchmark .NET多媒体测试
Multi-Media Int x1 .NET	53.25MPixel/s	46.38MPixel/s
Multi-Media Int x1 .NET vs SPEED	21.07kPixels/s/MHz	18.35kPixels/s/MHz
Multi-Media Float x1 .NET	23.09MPixel/s	13.30MPixel/s
Multi-Media Float x1 .NET vs SPEED	9.14kPixels/s/MHz	5.26kPixels/s/MHz
Multi-Media Double x1 .NET	45.02MPixel/s	24.73MPixel/s
Multi-Media Double x1 .NET vs SPEED	17.81kPixels/s/MHz	9.79kPixels/s/MHz

SiSoftware Sandra对比，用蓝色标出了性能特出的项目

　　只有极少数的项目中，关闭超线程获得了更好的测试成绩。Nehalem-EP的超线程比起Pentium 4时代有了不少的改进，你不应该将其关闭。

　　评测文章导读：
　　Intel Nehalem-EP首发深度评测(一)　　
　　Intel Nehalem-EP首发深度评测(二)
　　Intel Nehalem-EP首发深度评测(三)
　　Intel Nehalem-EP首发深度评测(四)
　　Intel Nehalem-EP首发深度评测(五)
　　Intel Nehalem-EP首发深度评测(六)
　　Intel Nehalem-EP首发深度评测(七)
　　