Тестування однопроцесорної та двопроцесорної систем

Плити, пральні машини, холодильники та ін.

Розміщення наскрізного посилання

Останнім часом у форумах хардверних сайтів часто обговорюється питання: "А чи варто використовувати двопроцесорну систему як ПК (WorkStation)? Що краще – купити процесор на 1 ГГц або два на 600 МГц?" Питання дійсно цікаве, адже і двопроцесорні материнські плати цілком доступні за ціною, та й софт поступово вчиться працювати на кількох процесорах. Ми спробували розібратися, у яких випадках двопроцесорна система даватиме приріст у продуктивності, провівши невелике тестування.

Але спершу спробуємо суто теоретично розглянути ситуацію. Насамперед необхідно, щоб SMP (Symmetric Multi-Processing - Симетрична мультипроцесорність) підтримувалася операційною системою. Наприклад, при роботі в Windows 98 ніякого штибу від двох процесорів не буде - система зможе використовувати лише один з них. Серед систем, що підтримують SMP, найпопулярнішими є Windows NT/2000, Linux, FreeBSD, BeOS.

Далі, наївно було б очікувати, що використання SMP даватиме відчутний приріст продуктивності абсолютно у всіх додатках. Для досягнення виграшу (проти одного процесором) необхідно, щоб запущена програма вміла використовувати кілька процесорів, тобто. була багатопотоковою. Втім, найбільший виграш досягатиметься у разі одночасної роботи кількох програм (навіть якщо ці програми однопотокові).

Отже, з теорією ми трохи розібралися - настав час переходити до практики. Щоб практична частина не видалася вам, м'яко кажучи, дещо дивною, відразу обмовлюся, що з різних причин нам не вдалося провести тестування так,як ми б того хотіли - "завдяки" форс-мажорним обставинам (у вигляді передчасної та раптової смерті одного з розділів жорсткого диска, на якому, власне, і зберігалися дані) деякі результати тестувань були втрачені. Тим не менш, ми все ж таки вирішили написати даний огляд, тим більше, що "критична маса" результатів тестування так чи інакше збереглася ;-).

Для тестування було зібрано дві системи: Система 1.

Материнська плата: SOLTEK SL-68A на чіпсеті 440BX
Процесор(и) Slot1 Pentium III 600 (6x100 Katmai)
Пам'ять: 160MB (128+32)
Жорсткі диски: WD Spartan 7.5 GB (основний), Quantum Fireball CX 13.1 GB
Відео: Voodoo3 3000 PCI
Звукова картка: Diamond Monster MX300

Система 2.

Материнська плата: Tyan Tiger 133 (S1834) на чіпсеті Via Apollo Pro133A
Процесор(и): Slot1 Pentium 800EB (6x133 Coppermine)
Пам'ять: 224MB (128+64+32) – працювала на частоті 133МГц
Жорсткий диск: Seagate Barracuda ATA II
Відео: Voodoo3 3000 PCI
Звукова картка: Diamond Monster MX300

Декілька слів про материнські плати: SOLTEK SL-68A містить два роз'єми Slot1, 4 роз'єми DIMM, 5 слотів PCI, 2 ISA, 1 AGP. З можливостей виокремлю апаратний моніторинг та зміну частоти шини з BIOS Setup. Так, якщо це комусь цікаво, плата сертифікована 3D Labs.

Tyan традиційно випускає "важкі" плати для серйозних завдань – в асортименті цієї компанії багатопроцесорні материнки, моделі з інтегрованими SCSI-контролерами тощо.

Tyan Tiger 133- двопроцесорна плата - побудована на дещо нетрадиційному для двопроцесорних систем чіпсеті Via Apollo Pro133A. Тим цікавіше було подивитися її у справі. Як Південний Міст націй платі використовується мікросхема VT82C596B, яка не підтримує ні вбудований AC-97 звук ні роз'єми AMR/CNR (а кому потрібні ці можливості на платі такого класу? J). На платі: роз'єм Slot1, 4 роз'єми DIMM, 5 слотів PCI, 1 ISA, 1 AGP. Плата також підтримує апаратний моніторинг, але можливостей для розгону не надає ніяких (втім, чи буде користувач двопроцесорної системи розганяти її?). Варто також відзначити дуже широкі можливості налаштування BIOS Setup.

Обидві системи працювали під керуванням Windows 2000 (на основному диску створювався розділ NTFS розміром 5МВ, після встановлення ОС та всіх програм диск дефрагментувався).

Отже, спочатку ми провели синтетичні тести в SiSoft Sandra2000.

Як бачимо, швидкодія за цілочисельними операціями збільшилася приблизно на 60%, а за операціями з плаваючою точкою - майже вдвічі. А при роботі з набором команд SSE, і з цілими інструкціями MMX ситуація ще краща - продуктивність збільшується майже вдвічі!

Тепер подивимося, як же справи в Memory Benchmark.

Так, ось воно вузьке шийка чіпсета BX - при роботі з пам'яттю продуктивність двопроцесорної системи лише трохи перевищує показники однопроцесорної та й то? лише для цілих операцій. Це й не дивно, адже у цьому чіпсеті шина пам'яті просто ділиться між процесорами. Потрібно сказати, що на Via Apollo Pro133A шийка стає ще вже – цей чіпсет працює з пам'яттю повільніше, ніж BX, а шина також ділиться навпіл між процесорами.

Ziff Davis Winstone 99

Від синтетичних тестів перейдемо до Ziff Davis Winstone 99. Цей тест, як відомо, перевіряє продуктивність системи на реальних додатках. З можливих наборівДодатків для тестування ми вибрали Dual-Processor Inspection Tests, який складається з програм, що підтримують багатопроцесорність: MicroStation SE, Photoshop 4.0 та Visual C++ 5.0.

Як бачимо, середній приріст продуктивності цих додатків становить близько 20%. Основним "гальмом" стала MicroStation SE (близько 15% приросту), а ось при компіляції проекту Visual C++ 5.0 виграш у швидкості склав більше 35%. Взагалі кажучи, не дуже вражає. Потрібно правда помітити, що в тесті використовувалися далеко не нові версії додатків. Можливо у пізніших краще реалізована багатопоточність?

Для початку, заради спортивного інтересу, був запущений лише WinRAR. Так як це однопотокове додаток, то в будь-якому випадку використовується лише один процесор. Результати наведено на нижній діаграмі. Невеликий виграш на двопроцесорної системи обумовлений тим, що невелика частина ресурсів від'їдається операційною системою (запущені сервіси тощо), а вона, на відміну від WinRAR, може використовувати для своїх потреб другий процесор.

Подивимося, що буде при одночасної роботі WinRAR і DivX? Ось це так! Майже вдвічі швидше! Крім того зазначу, що при використанні одного процесора фільм іноді починав "смикатися" (у двопроцесорній конфігурації виглядав ідеально, як і на одному процесорі, але без WinRAR).

Чесно кажучи, я навіть не знаю, чим пояснити таке зменшення часу, витраченого на роботу, адже воно залежить не тільки від процесора, але ще й від швидкості дискової підсистеми. Проте факт залишається фактом - двопроцесорна система в цьому тесті проявила себе найкращим чином. Для того, щоб система з одним процесором могла показати такий же результат, швидше за все знадобиться PIII зчастотою понад 1.1 ГГц.

Досить поширеним завданням для робочої станції є реендеринг тривимірних сцен. Тому ми вирішили включити в тестування 3D Studio MAX 3.11 (ця програма підтримує багатопоточність). Здійснювався реендеринг ста кадрів із великою кількістю полігонів. Тестування проводилося двічі, результати усереднювалися.

Як очевидно з наведеної вище діаграми, приріст продуктивності становив близько 30%. Що ж, взагалі непогано, але після результатів попереднього тесту я чомусь сподівався на більше…

Однак, у перервах між тестуваннями, я не міг відмовити собі в задоволенні пограти трохи до улюбленої Unreal Tournament. Ніде я не зустрічав відомостей про те, що ця гра підтримує SMP, проте різницю між одним та двома процесорами було видно неозброєним оком!