Pomiar IPC pojedynczego rdzenia na dowolnej platformie (linux)

To jest bardzo prosty test, ktory pozwala szybko okreslic wydajnosc ipc pojedynczego rdzenia cpu. Moze nie jest ultra dokladny, ale od lat daje rade i wyniki sa porownywalne miedzy roznymi maszynami. Jego zaleta jest mega prostota i dzialanie na praktycznie kazdej platformie na ktorej sa dostepne 2 polecenia: time oraz bc.

Sam test uzywa linuxowego kalkulatora bc, ktory dla liczby pi wylicza 5000 miejsc po przecinku. Wiecej info na wiki.

Czas trwania testu wynosi od kilkunastu sekund do kilku minut (wolniejsze maszynki typu routery lub starsze sprzety).

Zapraszam do dzielenia sie wlasnymi wynikami, beda one sukcesywnie dodawane do glownej listy.

Jak na razie, bariera 10s jest trudna do pokonania, niczym zejscie ponizej 10s w sprincie na 100m

Dzieki uprzejmosci kolegow, mamy coraz wiecej roznych cpu, w tym takie perelki jak Xeony i Epic'i. Ze staroci goszcza P3/1400, Athlon XP/2800, Athlon Thunderbird 1200 oraz VIA C3 1GHz I najnowsze "smoki" jak AMD Ryzen AI 9 365. Z maluchow/embedded sa rpi 4, rozne warianty rpi zero oraz odroid.

Uwaga: bc musi byc w standardowej wersji gnu! Jest dostepna zoptymalizowana wersja na githubie i wystepuje ona rowniez na macos, jednak jest "nieprzyzwoicie" szybka i nie nadaje sie do testow porownawczych. Na koncu zostaly dodane wyniki z obu wersji pokazujace problem.

Staty i test:

cpu info:
$ lscpu | grep "Model name:"
Model name: Intel(R) Core(TM) i7-3770 CPU @ 3.40GHz

albo:
$ lscpu | grep "Model name:" | cut -d':' -f2 | xargs
Intel(R) Core(TM) i7-3770 CPU @ 3.40GHz
kernel info:
$ uname -r
5.15.0-135-generic
run test:
$ time echo "scale=5000; a(1)*4" | bc -l
then copy real/user/sys times

Wyniki (od najwolniejszego do najszybszego):

piotr, VIA Nehemiah C3 1GHz, 2.6.11
real 3m11.660s
user 3m11.393s
sys 0m0.014s
piotr, Raspberrypi Zero W, ARM1176, 5.10.103+
real 2m20.448s
user 2m20.104s
sys 0m0.034s
ARMv7 Processor rev 1 (v7l) @ 1GHz, Marvell Armada 375 (Device Tree)
real 2m9.215s
user 2m9.180s
sys 0m0.010s
piotr, Wyse 3020, PJ4B-MP, 6.3.5-mvebu-tld-1
real 1m44.236s
user 1m44.085s
sys 0m0.035s
kimsufi N2800 1,8
real 1m38.478s
user 1m38.452s
sys 0m0.008s
piotr, ODROID-GO SUPER, Cortex-A35, 5.10.160+rocksbc
real 1m32.723s
user 1m32.528s
sys 0m0.016s
zami, Athlon Thunderbird 1200MHz, 3.19.0-25-generic
real 1m31.406s
user 1m31.292s
sys 0m0.008s
piotr, centos 6, Intel(R) Pentium(R) III CPU family 1400MHz, 2.6.32-754.el6.i686
real 1m30.200s
user 1m30.169s
sys 0m0.007
kimsufi few years later, new ubuntu server 24.10, Intel(R) Atom(TM) CPU N2800 @ 1.86GHz, 6.11.0-19-generic
real 1m22.695s
user 1m22.666s
sys 0m0.028s
e350m1:
real 1m6.630s
user 1m6.548s
sys 0m0.028s
piotr, Orange Pi Zero 3, Cortex-A53, 6.13.7-edge-sunxi64
real 1m5.511s
user 1m5.468s
sys 0m0.032s
piotr, Raspberry Pi Zero 2w, Cortex-A72, 6.12.21-arm64
real 0m54.471s
user 0m54.264s
sys 0m0.011s
zami, Xubuntu 16.04 32bit + 3GB RAM, AMD Athlon(tm) XP 2800+, 4.4.0-210-generic
real 0m53.226s
user 0m53.168s
sys 0m0.004s
piotr, Raspberry PI 4, Cortex-A72, 6.12.20-arm64
real 0m47.714s
user 0m47.542s
sys 0m0.018s
Intel(R) Pentium(R) CPU J2900 @ 2.41GHz
real 0m41.771s
user 0m41.663s
sys 0m0.000s
piotr, ODROID-HC2, 6.6.81-current-odroidxu4
Cortex-A15
real 0m40.920s
user 0m40.668s
sys 0m0.053s

Cortex-A7
real 1m28.818s
user 1m28.300s
sys 0m0.034s
piotr, ODROID GO ULTRA, Cortex-A73, 4.9.277+
real 0m39.262s
user 0m39.248s
sys 0m0.000s
piotr, ODROID N2L, 6.14.1-edge-meson64
Cortex-A73
real 0m30.679s
user 0m30.643s
sys 0m0.008s

Cortex-A53
real 0m46.027s
user 0m45.916s
sys 0m0.016s
piotr, AMD A8-3870 APU with Radeon(tm) HD Graphics, 6.12.21-amd64
real 0m27.709s
user 0m27.694s
sys 0m0.005s
gallu, Intel(R) Xeon(R) CPU E5-1603 0 @ 2.80GHz, 6.8.12-8-pve
real 0m22.214s
user 0m22.210s
sys 0m0.001s
gallu, e5-2680v2, 5.15.83-1-pve #1 SMP
real 0m21.618s
user 0m21.613s
sys 0m0.000s
lukas12p, Intel(R) Xeon(R) Platinum 8259CL CPU @ 2.50GHz, 4.14.355-275.591.amzn2.x86_64
real 0m20.588s
user 0m19.513s
sys 0m0.000s
piotr, AMD EPYC 3151 4-Core Processor, 6.12.20-amd64, Gigabyte MJ11-EC1 AMD EPYC Embedded 3151 4x2,7GHz mITX DDR4
real 0m20.079s
user 0m20.058s
sys 0m0.001s
beanus, Intel(R) Core(TM) i7-6600U CPU @ 2.60GHz, 5.15.0-136-generic
real 0m19,621s
user 0m19,601s
sys 0m0,007s
piotr, Intel(R) Xeon(R) Gold 6136 CPU @ 3.00GHz, 4.18.0-553.45.1.el8_10
real 0m19.152s
user 0m19.129s
sys 0m0.002s
i7-3770T:
real 0m19.076s
user 0m19.012s
sys 0m0.000s
beanus, Intel(R) Core(TM) i5-7400T CPU @ 2.40GHz, 5.15.0-136-generic
real 0m18.312s
user 0m18.284s
sys 0m0.000s
beanus, i5-7400T CPU @ 2.40GHz, 5.15.0-70-generic:
real 0m18.299s
user 0m18.290s
sys 0m0.009s
i7-3700 kernel 4.15.72:
real 0m18.260s
user 0m18.253s
sys 0m0.004s

real 0m17.705s
user 0m17.719s
sys 0m0.000s
piotr, Intel(R) Xeon(R) Gold 6242 CPU @ 2.80GHz, 4.18.0-553.45.1.el8_10
real 0m18.176s
user 0m18.156s
sys 0m0.001s
i7-3770T kernel 3.18 native:
real 0m18.124s
user 0m18.137s
sys 0m0.000s
Xeon(R) CPU E3-1225 V2 @ 3.20GHz 4/4, 6.8.0-40-generic
real 0m16.847s
user 0m16.846s
sys 0m0.001s
magu, Intel(R) N100 CPU @ 2.8GHz, 6.5.13-1-pve
real 0m16.733s
user 0m16.710s
sys 0m0.008s
piotr, AMD EPYC 7302 16-Core Processor, 4.18.0-553.45.1.el8_10
real 0m16.512s
user 0m16.442s
sys 0m0.004s
piotr, Intel(R) Core(TM) i5-5675C CPU @ 3.10GHz, 6.12.21-amd64
real 0m16.411s
user 0m16.410s
sys 0m0.000s
beanus, Neoverse-N1, 6.8.0-1020-oracle
real 0m16.371s
user 0m16.249s
sys 0m0.008s
i7-3770 5.4.0-147-generic:
real 0m15.986s
user 0m15.964s
sys 0m0.004s
gallu, Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2697 v3 @ 2.60GHz, 6.8.12-8-pve
real 0m15.289s
user 0m15.285s
sys 0m0.003s
michal u, AMD Ryzen 7 2700X Eight-Core Processor, 6.14.2-arch1-1
real: 14.51s
user: 14.46s
sys: 0.00s
gallu, Intel(R) Xeon(R) CPU E5-1650 v4 @ 3.60GHz, 5.15.102-1-pve
real 0m14.221s
user 0m14.218s
sys 0m0.000s
piotr, Intel(R) Pentium(R) CPU G3260 @ 3.30GHz, 13.1-RELEASE-p9
real 0m14.205s
user 0m14.195s
sys 0m0.000s
zami, Intel(R) Core(TM) i5-8500 CPU @ 3.00GHz, 6.8.0-57-generic
real 0m13,592s
user 0m13,586s
sys 0m0,007s
piotr, AMD EPYC 7543 32-Core Processor, 4.18.0-553.45.1.el8_10
real 0m13.617s
user 0m13.592s
sys 0m0.001s
piotr, thinkpad x13s, Cortex-A78C, Cortex-X1C, 6.14.0-sc8280xp-arm64
real 0m13.294s
user 0m13.281s
sys 0m0.004s
piotr, AMD EPYC 7313 16-Core Processor, 4.18.0-553.45.1.el8_10
real 0m13.222s
user 0m13.162s
sys 0m0.005s
piotr, AMD EPYC 9354 32-Core Processor, 4.18.0-553.45.1.el8_10
real 0m12.526s
user 0m12.496s
sys 0m0.003s
piotr, AMD EPYC 7343 16-Core Processor, 4.18.0-553.45.1.el8_10
real 0m12.515s
user 0m12.488s
sys 0m0.002s
piotr, AMD EPYC 74F3 24-Core Processor, 4.18.0-553.45.1.el8_10
real 0m12.268s
user 0m12.244s
sys 0m0.004s
piotr, 11th Gen Intel(R) Core(TM) i7-11850H @ 2.50GHz, 6.11.0-8-generic
real 0m12.062s
user 0m12.056s
sys 0m0.004s
piotr g, Intel(R) Core(TM) i9-11900 @ 2.50GHz, 6.13.7-200.fc41.x86_64
Executed in 11.24 secs fish external
usr time 11.18 secs 188.00 micros 11.18 secs
sys time 0.00 secs 89.00 micros 0.00 secs
bc v1.08.1
piotr, AMD Ryzen 5 PRO 5650G with Radeon Graphics, 6.12.20-amd64
real 0m10.808s
user 0m10.806s
sys 0m0.000s
piotr, AMD Ryzen 5 5600X 6-Core Processor, 6.12.20-amd64
real 0m10.335s
user 0m10.331s
sys 0m0.000s
czen, AMD Ryzen AI 9 365 w/ Radeon 880M, Linux fedora 6.13.9-200.fc41.x86_64, Lenovo Yoga Pro Ryzen9 AI 365 HX
real 0m9,679s
user 0m9,656s
sys 0m0,004s
bc v1.07.1
michal u, AMD Ryzen 5 PRO 8540U w/ Radeon 740M Graphics, 6.14.2-arch1-1
real 9.42
user 9.38
sys 0.00
bc v1.08.1
12th Gen Intel(R) Core(TM) i5-12600K, 6.8.0-57-generic, Ubuntu 22.04.5 LTS
real 0m9.127s
user 0m9.124s
sys 0m0.004s
bc v1.07.1
Intel(R) Core(TM) i5-14600K, 6.8.0-57-generic, Ubuntu Server 24.04.2 LTS, 128GB RAM 3200 CL14
real 0m8.768s
user 0m8.764s
sys 0m0.004s
bc v1.07.1
piotr g, AMD Ryzen 7 PRO 6850U with Radeon Graphics, 6.14.0-63.fc42.x86_64
Executed in 8.00 secs fish external
usr time 7.95 secs 235.00 micros 7.95 secs
sys time 0.00 secs 235.00 micros 0.00 secs
bc v1.08.1
current winner: piotr g, 8secs gratz!

Roznica miedzy real i user to czas na operacje i/o na dysku/sieci itp. To swietnie pokazuje czy jest waskie gardlo. Dzieki temu doszedlem do wniosku, ze macierz ssala palke na hdd i byl lag na i/o. Przelom nastapil po zmianie hdd na ssd Nizej staty starej macierzy na hdd i nowej na ssd:

platforma: i7-3770 + 32GB DDR3
test: 60k plikow, 7.8GB
$ time ./48-extract_data_v1_users.py

stara macierz hdd r6 4x2TB:
real 85m23.175s
user 60m7.458s
sys 0m12.143s

i/o time = ~25m = 1500s

nowa macierz ssd r0 2x256GB:
real 59m54.789s
user 59m48.122s
sys 0m6.528s

i/o time = ~6.6s --> 1500/6.6=227x mniejszy lag...

nie ma za co

Wyniki bc z koszernej wersji gnu oraz niekoszernej (thx piotr):

wersja zoptymalizowana/niekoszerna z gita:
# time echo "scale=5000; a(1)*4" | bc -l > /dev/null
real 0m1.045s
user 0m1.042s
sys 0m0.001s

# bc --version
bc 6.7.5
Copyright (c) 2018-2023 Gavin D. Howard and contributors
Report bugs at: https://git.gavinhoward.com/gavin/bc
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
wersja koszerna gnu:
# time echo "scale=5000; a(1)*4" | /usr/local/bin/bc -l > /dev/null
real 0m14.205s
user 0m14.195s
sys 0m0.000s

# /usr/local/bin/bc --version
bc 1.07.1
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006, 2008, 2012-2017 Free Software Foundation, Inc.

Jest to proba ogarniecia na windows poprzedniego testu dostepnego tylko na linuxopodobnych platformach. Testy byly przeprowadzane na win10, ale powinno wsio dzialac na kazdym, wspolczesnym, no moze z wyjatkiem w9x

Do dzialania jest konieczna instalacja pakietu cygwin oraz dodanie opcjonalnych toolsow: time i bc. Cygwin to zestaw linuxowych narzedzi ktore mozna uruchamiac na windows. Troszke proteza ale dziala

Aktualny instalator cygwina jest dostepny tutaj. Sa tez starsze wersje, wyglada ze jest wsparcie dla win7 i nowszych os.

Ponizej informacje jak wyciagnac info o cpu i systemie oraz sam test. Wyniki z windows prosze dodawac jako odpowiedz na ten post, prosze nie dawac reply na inne odpowiedzi w tym watku.

Jesli wyniki z bc beda porownywalne z wynikami na linuxie, zostana polaczone z wynikami w glownym poscie dot. linuxa.

To jest faza eksperymentalna, potrzebne jest wiecej testow i danych. Idealnie byloby na tej samej maszynie wykonac test na win/lin i wrzucic staty. No ale to duzo roboty, wiec to opcja dla oddanych desperatow

Instalacja cygwin (przyklad dla win10 64-bit):

sciagnac installer cygwina i uruchomic 'cygwin_setup-x86_64.exe'
wybrac instalacje z internetu
domyslny katalog: C:\cygwin64
dodatkowe pakiety (uzyc szukaj i zmienic 'Pomin' na podana wersje):
- Math/bc v1.07.1-1
- Utils/time v1.9-1

Staty i test:

uruchomic konsole cmd: win+r, cmd[enter]
cpu info:
wmic cpu get name
Name
AMD Ryzen 9 5950X 16-Core Processor
system info:
systeminfo | findstr /B /C:"OS Name" /C:"OS Version" /C:"System Model" /C:"Total Physical Memory"
OS Name: Microsoft Windows 10 Pro
OS Version: 10.0.19045 N/A Build 19045
System Model: X570 AORUS MASTER
Total Physical Memory: 32 691 MB
run test:
on win is problem with pipes, so we have to use hacky way
c:\cygwin64\bin\echo.exe "scale=5000; a(1)*4" >"%tmp%\bc-args" c:\cygwin64\bin\echo.exe "quit" >>"%tmp%\bc-args" c:\cygwin64\bin\time.exe -p c:\cygwin64\bin\bc.exe -l "%tmp%\bc-args" del "%tmp%\bc-args"
real 10.47
user 10.46
sys 0.00

albo 1 dlugi one-liner:
c:\cygwin64\bin\echo.exe "scale=5000; a(1)*4" >"%tmp%\bc-args" & c:\cygwin64\bin\echo.exe "quit" >>"%tmp%\bc-args" & c:\cygwin64\bin\time.exe -p c:\cygwin64\bin\bc.exe -l "%tmp%\bc-args" & del "%tmp%\bc-args"

then copy real/user/sys times

Wyniki (od najwolniejszego do najszybszego):

Lenovo ThinkPad T440S, Intel(R) Core(TM) i7-4600U CPU @ 2.10GHz, Windows 10 Pro 10.0.19045 Build 19045, 8GB
real 18.59
user 18.46
sys 0.01
leosh, AMD Ryzen 7 5800X3D 8-Core Processor, Windows 10 Pro 10.0.19045 Build 19045, 32GB
real 11.39
user 11.35
sys 0.01
AMD Ryzen 9 5950X 16-Core Processor, Windows 10 Pro 10.0.19045 Build 19045, X570 AORUS MASTER, 32GB
real 10.47
user 10.46
sys 0.00

Udalo mi sie w koncu zrobic testy wolnych i szybkich rdzeni w tym samym cpu Sa to 2 testy p-core i e-core z i5-12600K. Ten cpu ma 6 szybkich p-cores z HT i 4 wolne e-cores, lacznie 16 logicznych cpu (6*2 + 4). Do testu wymagany jest dodatkowy tool taskset, ktory ustawia affinity mask dla danego procesu. Dzieki temu mozna przypisac konkretny rdzen do konkretnego zadania. Sama skladnia jest specyficzna dla taskset i nie mozna go uzyc byle gdzie, tutaj musi byc przed bc.

Liste corow sie robi tak:
$ lscpu -e CPU NODE SOCKET CORE L1d:L1i:L2:L3 ONLINE MAXMHZ MINMHZ MHZ 0 0 0 0 0:0:0:0 yes 4900.0000 800.0000 800.0000 1 0 0 0 0:0:0:0 yes 4900.0000 800.0000 800.0000 2 0 0 1 4:4:1:0 yes 4900.0000 800.0000 800.1410 3 0 0 1 4:4:1:0 yes 4900.0000 800.0000 800.0000 4 0 0 2 8:8:2:0 yes 4900.0000 800.0000 800.0000 5 0 0 2 8:8:2:0 yes 4900.0000 800.0000 800.0000 6 0 0 3 12:12:3:0 yes 4900.0000 800.0000 800.0000 7 0 0 3 12:12:3:0 yes 4900.0000 800.0000 800.0000 8 0 0 4 16:16:4:0 yes 4900.0000 800.0000 800.0640 9 0 0 4 16:16:4:0 yes 4900.0000 800.0000 800.0000 10 0 0 5 20:20:5:0 yes 4900.0000 800.0000 800.0000 11 0 0 5 20:20:5:0 yes 4900.0000 800.0000 800.0000 12 0 0 6 28:28:7:0 yes 3600.0000 800.0000 800.0000 13 0 0 7 29:29:7:0 yes 3600.0000 800.0000 3600.1150 14 0 0 8 30:30:7:0 yes 3600.0000 800.0000 800.0000 15 0 0 9 31:31:7:0 yes 3600.0000 800.0000 800.0000

Po maxmhz widac ktory jest szybki a ktory nie ale p-cory maja tez swoja tabelke w bios i nie kazdy skacze w turbo na maxa. U mnie to sa 0 i 1, pozostale w stresie boostuja ciut mniej, no ale to ma znaczenie w multi, przy single to bez roznicy praktycznie.

Test zostal przeprowadzony na maszynie z najnowszym ubuntu lts:
12th Gen Intel(R) Core(TM) i5-12600K, 6.8.0-57-generic, Ubuntu 24.04.2 LTS

Test najszybszego p-core czyli #0 (0-11):
$ time echo "scale=5000; a(1)*4" | taskset -c 0 bc -l
real 0m9.545s
user 0m9.542s
sys 0m0.004s

Wynik jest praktycznie taki sam jak przy tescie bez taskset, scheduler sam ustawia najszybszy dostepny, ale przy e-core jest juz ciekawiej

Test wolnego e-core #12 (12-15):
$ time echo "scale=5000; a(1)*4" | taskset -c 12 bc -l
real 0m15.401s
user 0m15.395s
sys 0m0.007s

Poniewaz wyniki testu sa porownywalne dla wersji gnu bc, to osiagi e-cores sie mieszcza gdzies pomiedzy i7-3770 (real 0m15.986s) a Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2697 v3 @ 2.60GHz (real 0m15.289s). Nie jest zle Zas p-cores, to juz konkretne bestie - wynik ponizej 10s to miejsce #2 za mistrzem AMD Ryzen 7 PRO 6850U with Radeon Graphics (real 8.00s).

~~Aczkolwiek mam pewne watpliwosci czy aby na pewno byl uzyty wlasciwy bc w tym tescie.~~ Test zweryfikowany, koszerna wersja gnu bc v1.08.1.

Prawilne wersje to gnu, zoptymalizowne nie sa porownywalne i ich wyniki nalezy traktowac jako ciekawostke. Nizej info jak sprawdzic wersje:
$ bc -v
bc 1.07.1
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006, 2008, 2012-2017 Free Software Foundation, Inc.

Jesli jest inna niz 1.xx lub nie zawiera tagu 'Free Software Foundation', to znaczy ze niekoszerna

nrg: naprawy retro gratów

Pomiar IPC pojedynczego rdzenia na dowolnej platformie (linux) (Ogólne)

Pomiar IPC pojedynczego rdzenia na dowolnej platformie (windows)

Roznica IPC miedzy p-core i e-core w cpu intela (linux)