Еще несколько приложений для тестирования процессоров и ПК: Abbyy FineReader, WinRAR, Mathworks Matlab и Dassault SolidWorks с пакетом Flow Simulation
Abbyy FineReader, WinRAR, Mathworks Matlab и Dassault SolidWorks с пакетом Flow Simulation
В предыдущих статьях нашего цикла, посвященного различным реальным приложениям, которые могут использоваться для тестирования процессоров, компьютеров, ноутбуков и рабочих станций и которые в дальнейшем будут положены в основу нового тестового пакета iXBT Application Benchmark 2017, мы уже рассмотрели довольно внушительный пакет различных приложений. Напомним, что это были приложения молекулярной динамики, видеоконверторы, приложения для редактирования и создания видеоконтента, редакторы цифровых фотографий, рендеры и даже математический пакет FFTW.
Осталось рассмотреть еще несколько приложений, которые можно использовать для тестирования процессоров и ПК, но нельзя отнести к одной логической группе: это такие распространенные приложения, как Abbyy FineReader и WinRAR. Кроме того, мы еще не рассмотрели пакет SolidWorks, а вместо математического пакета GNU Octave, как уже говорилось ранее, мы решили использовать математический пакет Mathworks Matlab.
Отметим, что FineReader, WinRAR и SolidWorks мы использовали для тестирования процессоров и ПК и ранее, однако тесты с использованием этих приложений мы немного изменили. Кроме того, поменялась версия программы WinRAR, а пакет Mathworks Matlab нами ранее не использовался. В тесте с использованием пакета SolidWorks ничего не изменилось, однако мы рассмотрим его, что называется, для полноты картины.
Напомним, что в предыдущей версии нашего тестового пакета iXBT Application Benchmark мы использовали еще и такие приложения, как Adobe Illustrator и Adobe Audition. Но в отношении целесообразности тестов с их использованием у нас есть большие сомнения. Почему — мы расскажем в конце этой статьи, но пока тесты на основе этих приложений мы рассматривать не будем.
Итак, начнем с тестов на основе Abbyy FineReader и WinRAR, которые, в принципе, можно отнести к одной логической группе, назвав ее «Офисные приложения». Вообще, понятие офисных приложений настолько расплывчато, что к этой группе можно отнести чуть ли не все, что угодно.
Abbyy FineReader 12
Версия приложения Abbyy FineReader в нашем новом тесте не изменилась, это по-прежнему FineReader 12, однако сам тест используется немного иной.
Тестирование, как и ранее, заключается в измерении времени распознавании PDF-документа. Но, во-первых, теперь мы используем более объемный (1103 страницы) документ на русском языке, в котором почти нет графики — «Большой толковый словарь правильной русской речи» Л.И. Скворцова. Ранее использовался 500-страничный документ на английском языке.
Во-вторых, изменился алгоритм измерения времени. Ранее за результат данного теста принималось время от открытия PDF-документа до момента, когда программа полностью заканчивает свою работу. Однако особенность работы приложения Abbyy FineReader 12 заключается в том, что весь процесс распознавания можно условно разделить на два этапа. На первом считываются страницы распознаваемого документа и эти считанные страницы распознаются. В ходе первого этапа FineReader создает небольшую нагрузку на накопитель и высокую нагрузку на процессор, причем процесс распознавания является многопоточным и хорошо распараллеливается на все доступные ядра процессора. На втором этапе (завершающем), когда все страницы документа уже распознаны, нагрузка на процессор резко снижается, однако программа не заканчивает свою работу и до полного завершения процесса проходит еще какое-то время. И это отнюдь не секунды, которыми можно пренебречь: к примеру, на ПК с четырехъядерным процессором Intel Core i5–6600K и SSD-накопителем завершающий этап занимает 15% от общего времени.
Если ранее, как уже отмечалось, за результат теста принималось время всего процесса, то есть с учетом завершающей фазы, то теперь мы учитываем только первый этап — время собственно распознавания документа с интенсивной загрузкой процессора. На наш взгляд, это более корректно, особенно если в тесте мониторится еще и температура процессора, его энергопотребление и загрузка. Усреднение этих показателей по двум этапам работы программы приводит к получению почти бесполезных результатов (aka средняя температура по больнице).
WinRAR 5.40
Тест на основе приложения WinRAR был нами полностью переделан. Поменялась и версия приложения (WinRAR 5.40), и сам тест.
Вообще, приложение WinRAR можно с успехом использовать и для тестирования процессора, и для тестирования накопителя. Если мы хотим загрузить процессор, то используем формат сжатия RAR5 и метод компрессии Best (максимальное сжатие). Далее «подсовываем» архиватору для сжатия файлы большого размера (с тем, чтобы минимизировать обращение к накопителю) и получаем очень высокую загрузку процессора. Какие именно файлы используются для сжатия, не столь важно — главное, чтобы они были большими по размеру. В том числе это могут быть и практически несжимаемые файлы, например дистрибутивы каких-либо программ или видео современных форматов. Конечно, такой тест получается несколько академическим в том смысле, что его условия оторваны от реальности и не имеют практического значения.
Можно поступить и иначе: использовать приложение WinRAR не для сжатия данных, а для упаковки множества отдельных файлов в один большой архив без сжатия. Для этого достаточно использовать метод компрессии Store (без сжатия). В этом случае мы получим практически полное отсутствие загрузки процессора, но экстремально высокую нагрузку на накопитель, то есть результат такого теста будет определяться исключительно производительность накопителя, а количество ядер процессора и их частота окажутся совершенно неважны.
Если же выбрать некий промежуточный вариант, когда используется невысокая компрессия, включая самый быстрый метод сжатия, то в результате и процессор не будет загружен, и нагрузка на накопитель окажется не очень высокой. Таким образом, вариант «золотой середины» тут не проходит — получается ни то ни се.
Поэтому с приложением WinRAR 5.40 мы поступили следующим образом. На его основе мы сделали два теста: один для процессора и один для накопителя. Подробно про тест для накопителя мы расскажем в следующей статье нашего цикла, а здесь мы уделим внимание лишь тесту с нагрузкой на процессор.
Итак, для загрузки процессора в тесте с использованием приложения WinRAR 5.40 (название теста — «WinRAR CPU») используется формат сжатия RAR5 и метод компрессии Best (максимальное сжатие). Сжатию подвергается папка размером 2,87 ГБ, которая содержит 100 фотографий в RAW-формате. Как мы уже сказали, какие именно данные подвергаются компрессии, в данном случае не принципиально — главное, чтобы не было мелких файлов. В нашем случае размер одного файла (одной фотографии) составляет 28–30 МБ. Результатом теста является время сжатия данных.
Отметим, что ранее (в предыдущей версии теста нашего тестового пакета) мы также использовали операцию сжатия с форматом RAR5 и методом компрессии Best. Но для сжатия использовались немного иные данные (фотографии в формате TIFF), да и размер папки для сжатия был меньше. Кроме того, измерялось не только время архивирования, но и время разархивирования. В новой редакции теста мы не измеряем время разархивирования.
Mathworks Matlab 2016a
Напомним, что вместо пакета GNU Octave мы решили использовать математическое приложение Mathworks Matlab 2016a.
В качестве тестовой нагрузки нами используется решение задачи о колебаниях прямоугольной мембраны с закрепленными краями. Этот пример был нами позаимствован из учебника по Matlab (Matlab самоучитель. Практический подход (2-е издание). Автор Васильев А. Н.).
Не вникая в постановку задачи и сложные математические выкладки, приведем лишь аналитическое решение данной задачи, которое представляется в виде бесконечного ряда:
Данная формула используется в скрипте Matlab для построения профиля поверхности мембраны в заданный момент времени. Точнее, рассчитывается профиль поверхности мембраны для конечного числа точек в заданном временном интервале с построением трехмерного изображения поверхности мембраны. Это делается для того, чтобы реализовать анимацию колебания мембраны.
Dassault SolidWorks 2016 SP0 с пакетом Flow Simulation
Как уже отмечалось, в тесте на основе приложения Dassault SolidWorks 2016 SP0 с установленным модулем Flow Simulation мы ничего не меняли, то есть в предыдущей версии нашего тестового пакета использовался тот же самый тест.
В данном тесте определяется скорость расчетов в задачах аэрогидродинамики и теплопередачи. В тесте используется тепловой расчет корпуса компьютера, в котором имеются тепловыделяющие элементы и один вентилятор. Этот проект входит в пакет SolidWorks Flow Simulation в качестве примера. Результатом теста является время расчета проекта.
Тестовый стенд и методика тестирования
Как и во всех предыдущих статьях данного цикла, мы опробовали новые тесты на неизменном по конфигурации тестовом стенде:
- Процессор: Intel Core i7–6950X (Broadwell-E);
- Системная плата: Asus Rampage V Edition 10 (Intel X99);
- Память: 4×4 ГБ DDR4–2400 (Kingston HyperX Predator HX424C12PBK4/16);
- Видеокарта: Nvidia Quadro 600;
- Накопитель: SSD Seagate ST480FN0021 (480 ГБ).
Рассматривалась зависимость результатов тестирования от количества используемых ядер процессора, от частоты ядер процессора и от частоты памяти.
Зависимость результатов от количества ядер процессора
Количество используемых в ходе тестирования ядер процессора Intel Core i7–6950X регулировалось через настройки UEFI BIOS платы Asus Rampage V Edition 10. Напомним, что процессор Intel Core i7–6950X является 10-ядерным, но поддерживает технологию Hyper-Threading, поэтому операционной системой и приложениями он видится как 20-ядерный (имеет 20 логических ядер).
Мы не отключали технологию Hyper-Threading и меняли лишь количество физических ядер процессор от 1 до 10. В дальнейшем мы будем говорить о логических ядрах процессора, количество которых менялось от 2 до 20 с шагом 2.
Частота работы всех ядер процессора фиксировалась и составляла 4,0 ГГц.
Результаты тестирования следующие:
Как видно по результатам, тест с использованием приложения FineReader демонстрирует почти классическую зависимость времени выполнения теста от количества ядер процессора: при увеличении числа логических ядер в 10 раз (от 2 до 20) время выполнения тестовой задачи сокращается в 9 раз.
Тесты на основе остальных приложений уже не столь чувствительны к количеству логических ядер процессора. В частности, в тесте на основе приложения Matlab увеличение числа логических ядер в 10 раз приводит к увеличению скорости выполнения теста в 6 раз, в тесте на основе приложения WinRAR скорость возрастает 4,5 раза, а в тесте на основе приложения SolidWorks скорость увеличивается только в 3 раза.
Зависимость результатов от частоты процессора
Частота ядер процессора Intel Core i7–6950X менялась в настройках UEFI BIOS платы Asus Rampage V Edition 10 путем изменения коэффициента умножения. Частота работы всех ядер фиксировалась (то есть режим Turbo Boost отключался). Использовались все ядра процессора (10 физических/20 логических). Частота менялась от 3,0 ГГц до 4,0 ГГц с шагом 200 МГц.
Результаты тестирования следующие:
Как видно по результатам, время выполнения тестовых задач меняется линейно в зависимости от частоты ядер процессора. Увеличение тактовой частоты процессора на 33% приводит к сокращению времени выполнения тестовых задач примерно на 8,5% в приложении WinRAR, на 16% в приложении SolidWorks и на 21% в приложении Matlab.
В приложении FineReader ситуация не столь однозначная. Все дело в том, что при частоте 4,0 ГГц (разгон Intel Core i7–6950X) процессор в этом тесте начинает перегреваться, и реальная частота процессора снижается до 3,6 ГГц. Если же не принимать в расчет частоту 4,0 ГГц, то увеличение тактовой частоты процессора на 27% (с 3,0 до 3,8 ГГц) приводит к сокращению времени выполнения тестовой задачи на 19%.
Зависимость результатов от частоты памяти
Теперь рассмотрим зависимость скорости выполнения тестовых задач от частоты работы памяти. Память DDR4 работала в четырехканальном режиме (по одному модулю на канал), а частота памяти менялась в настройках UEFI BIOS в диапазоне от 1600 МГц до 2800 МГц c шагом в 200 МГц. Тайминги памяти фиксировались и не менялись при изменении частоты. Все ядра процессора работали на частоте 4,0 ГГц.
Результаты тестирования следующие:
Как видим, для приложения Matlab скорость выполнения тестовой задачи довольно слабо зависит от частоты работы памяти. В данном случае увеличение частоты памяти на 75% (с 1600 до 2800 МГц) приводит к сокращению времени выполнения тестовой задачи всего на 5,3%.
Для приложения WinRAR увеличение частоты памяти на 75% приводит к сокращению времени выполнения тестовой задачи на 15%. А в тестах на основе приложений SolidWorks и FineReader аналогичное увеличение частоты памяти дает прирост в скорости выполнения тестовой задачи примерно на 12%.
Заключение
Данная статья является заключительной в цикле, посвященном различным реальным приложениям, которые могут использоваться для тестирования процессоров и которые в дальнейшем будут положены в основу нового тестового пакета iXBT Application Benchmark 2017. В этой статье рассмотрены приложения, которые нельзя отнести к одной логической группе, но они при этом достаточно распространены и известны: Abbyy FineReader 12, WinRAR 5.40, Mathworks Matlab 2016a и Dassault SolidWorks 2016 SP0 с пакетом Flow Simulation. Все эти приложения ориентированы именно на тестирование процессоров. В то же время, производительность ПК, ноутбуков, моноблоков и пр. определяется, конечно, не только процессором, поэтому мы планируем выпустить еще одну статью, в которой будут рассмотрены тесты, результаты которых определяются производительностью накопителя.
Как мы уже отмечали в самом начале статьи, в предыдущей версии нашего тестового пакета мы использовали такие приложения, как Adobe Illustrator и Adobe Audition, однако в новой версии мы их использовать не планируем. Дело в том, что тесты на базе данных приложений не являются многопоточными и не позволяют создать высокий уровень загрузки процессора. Никаких технических проблем с тем, чтобы добавить тесты на базе этих приложений в окончательную версию нашего тестового пакета, нет, но мы сомневаемся в том, что это нужно. Поэтому хотелось бы обсудить данный вопрос на форуме.
Полный текст статьи читайте на iXBT
