Merila: kaj je to? Za kaj gre zgodovino, vrste in nasvete

Merila uspešnosti so bistveni del naše vsakodnevne strojne analize, omogočajo vam, da vam ponudimo znanstveno primerljivo meritev med različnimi komponentami, kot so CPU, grafične kartice, shranjevalne enote itd. Danes bomo posvetili nekaj vrstic njeni zgodovini, vrstam, kako delujejo, kaj merijo, kateri so najpogostejši ukrepi, dali pa bomo tudi nekaj nasvetov, kako jih izvesti in katerim bi morali zaupati.

To, kar danes poznamo v računalniškem ali mobilnem svetu kot merila, so tehnike, podedovane iz industrijskega okolja, ki so od začetka te revolucije omogočale odločanje na podlagi primerljivih podatkov v nadzorovanem okolju.

Svet sodobnega računalništva uporablja te tehnike na skoraj vseh številnih različnih področjih, domači uporabniki pa so jih sprejeli tudi kot zanesljiv način spoznavanja uspešnosti in zmogljivosti naših sistemov ter pomembne točke informacij, ko sprejemati pomembne odločitve, kot so nakup našega novega računalnika, mobilnega telefona, grafične kartice itd.

Danes bomo govorili o zgodovini referenčnih vrednosti za osebni računalnik, vrstah primerjalnih meril, ki obstajajo, in o tem, katere komponente našega sistema so bolj primerne za to vrsto testov, ki niso le zmogljivosti.

Kazalo vsebine

Zgodovina

Primerjalni ali merilni sistem uporablja nadzorovano okolje in prepoznavne ukrepe, ki so znanstveno primerljivi in ​​preverljivi in ​​soobstajajo s svetom računalnika, odkar obstaja. Primerjalno merilo je bilo demokratizirano do te mere, da je bil izgubljen del njegovega temeljnega bistva, to je, da ga lahko tretje osebe pregledajo in preverijo. Zdaj jo bolj uporabljamo kot hitro primerjavo zmogljivosti, toda sledljivost njene verodostojnosti s strani tretjih strank je zagotovo v veliki meri izgubljena.

Najbolj klasične referenčne metode so se vedno nanašale na računalniške zmogljivosti sistemskega procesorja, čeprav se v zadnjem času razlikujejo med različnimi komponentami, saj so te pridobile prednost in pomembnost v računalniku.

Dve najbolj klasični merilni enoti, ki se še vedno uporabljata, sta Dhrystones in Whetstones. Obe sta na nek način postali osnova vseh sintetičnih meril, ki jih poznamo danes.

Najstarejši je Whetstones (kraj v Združenem kraljestvu, kjer je bil oddelek za atomsko energijo državnega elektroenergetskega podjetja Združenega kraljestva) in Dhrystone se je pozneje poigral z imenom prvega (mokroga in suhega).

Prvi je bil zasnovan v 70. letih, drugi pa iz 80. let prejšnjega stoletja in oba sta osnova primerjalne uspešnosti, ki smo jo imeli v naslednjih letih. Whetstones je s poenostavitvijo ponudil vpogled v računalniško moč procesorja pri operacijah s plavajočo vejico, operacijah z velikim številom decimalk.

Dhrystone je njegov protipostavka, saj je namenjen osnovnim navodilom brez decimalk, oba sta dala jasno sliko delovanja procesorja iz dveh povsem različnih, vendar komplementarnih pristopov. Whetstones in Dhrystone sta izpeljala dva koncepta, ki jih danes uporabljamo veliko pogosteje, MIPS in FLOP.

Po teh meritvah so prišle še druge, kot je FLOP (Arithmetic s plavajočo vejico - aritmetika s plavajočo vejico), ki je v računalniku v veliki meri pomembnejša kot doslej, saj je osnova za napredni izračun v številnih sodobnih tehnikah. kot so algoritmi umetne inteligence, medicinski algoritmi, napovedovanje vremena, mehka logika, šifriranje itd.

LINPACK je v osemdesetih letih prejšnjega stoletja razvil inženir Jack Dongarra in se še danes uporablja za merjenje zmogljivosti računalništva s plavajočo vejico vseh vrst sistemov. Trenutno obstajajo različice, optimizirane po arhitekturi, proizvajalcu procesorjev itd.

FLOPS izpolnjujejo naše članke o grafičnih karticah (zagotovo se enojna ali dvojna natančnost sliši znano), procesorjih in so osnova za izračun potreb po moči in razvoj strojne opreme za kateri koli superračunalnik, ki deluje ali razvija.

FLOP je danes najbolj zahtevna enota za merjenje učinkovitosti v industriji, vendar je bila vedno kombinirana z MIPS (Milijoni navodil na sekundo), kar je zanimiv merilni ukrep, saj nam daje število navodil Osnovna aritmetika, ki jo lahko izvaja procesor na sekundo, vendar je to bolj odvisno od arhitekture procesorja (ARM, RISC, x86 itd.) In programskega jezika kot drugih merilnih enot.

Ko je zmogljivost napredovala, se je zgodilo, da so se množitelji pojavili. Zdaj merimo uspešnost domačih procesorjev v sistemih GIPS in GFLOPS. Osnova ostaja enaka, klasične aritmetične operacije. Sisoft Sandra nam še naprej ponuja to vrsto merjenja v nekaterih svojih sintetičnih merilih.

MIPS je bil bolj razširjen na CPU kot klasičen element, FLOP pa se je razširil tudi na druga uspešna področja, kot sta procesna zmogljivost ali splošni izračun nekdanjih procesorjev, zelo naravnanih na posebne naloge, kot so GPU, ki jih vsi namestimo na naše procesorje ali na naše namenske razširitvene kartice.

Tem osnovnim konceptom čas dodaja nove merske enote, ki so toliko ali bolj pomembne od teh v sodobnem računalniku ali superračunalniku. Prenos podatkov je eden od teh ukrepov, ki je postal zelo pomemben in se trenutno meri v IOP (vhodne in izhodne operacije na sekundo) in tudi v drugih oblikah, kot so ukrepi za shranjevanje MB / GB / TB v primerjavi s časom, tranzit iz ene točke v drugo (MBps - megabajti na sekundo).

AS-SSD lahko meri zmogljivost trdega diska v MBps ali IOP.

Trenutno uporabljamo tudi prenosni ukrep v različnih multiplikatorjih kot način razlage hitrosti prehajanja informacij med dvema točkama, ko oddajamo določene informacije, dejansko moramo ustvariti malo več informacij. To je odvisno od protokola, ki se uporablja za prenos informacij.

Jasen primer in to, da veliko uporabljamo, je v vmesniku PCI Express. Po tem protokolu moramo za vsakih 8 bitov informacij, ki jih želimo premakniti (0 ali 1s), ustvariti 10 bitov informacij, saj so te dodatne informacije za nadzor komunikacije, ki je poslana za odpravo napak, celovitost podatkov itd.

Drugi znani protokoli, ki prav tako uvajajo to "izgubo" resničnih informacij, je IP, tisti, ki ga uporabljate za branje tega članka in zaradi katerega vaša 300MT / s povezava dejansko ponuja nekaj manj kot 300 Mbps hitrosti.

Zato uporabimo Gigatransfer ali prenos, kadar se sklicujemo na surove informacije, ki jih pošlje vmesnik, in ne na podatke, ki se dejansko predelajo v sprejemniku. 8GT / s PCI Express 3.0 vodilo podatkov dejansko pošilja 6, 4 GBps informacij za vsako vrstico, povezano med točkami. Prenos je postal zelo pomemben z vključitvijo protokola PCI Express v vse glavne avtobuse domačega in profesionalnega računalnika.

V zadnjem času smo začeli kombinirati tudi ukrepe kot način povezave procesne moči z drugimi zelo pomembnimi dejavniki v sodobnem računalništvu, pri čemer je poraba eden izmed teh ukrepov, ki se uvaja kot primerjalna lestvica med zmogljivostjo dveh sistemov. Energetska učinkovitost je danes toliko bolj ali bolj pomembna kot procesna moč, zato je enostavno videti merila, ki primerjajo procesno moč glede na vatove porabe elementa v meritvi.

Pravzaprav se eden od velikih seznamov superračunalnikov ne nanaša toliko na bruto moč računalnika med vsemi njegovimi računalniškimi vozlišči, temveč na razvoj te moči, ki temelji na vatih ali energiji, ki jo porabi ves sistem. Seznam Green500 (FLOPS na vat - FLOPS na vat) je jasen primer, kako je poraba zdaj osnovna za vsako samospoštovanje primerjalno vrednost, čeprav brez dvoma vsi še naprej natančno gledamo na seznam TOP500, ki nima tega faktorja kot pogojni dejavnik.

Vrste referenčnih vrednosti

Čeprav lahko govorimo o še veliko družinah ali vrstah primerjalnih vrednosti, bom seznam poenostavil v dveh najpogostejših razredih tistih, ki so nam kot bolj ali manj napredni uporabniki najbližji.

Na eni strani imamo sintetična merila, ki so v veliki meri tista, ki nam ponujajo ukrepe, o katerih smo že govorili. Sintetična merila so programi, ki izvajajo nadzorovane teste z bolj ali manj stabilno programsko kodo, usmerjeno na določeno platformo in arhitekturo. Gre za programe, ki izvajajo zelo specifične teste, ki lahko integrirajo eno ali več naših komponent, vendar tam, kjer se vedno izvaja isti test ali preizkusi, brez sprememb.

Prikazovanje slik je že od nekdaj dobra metoda za poznavanje zmogljivosti procesorja v sodobnem sistemu, saj je zahtevna naloga. Cinebench R15 ima tudi več testov, enega za GPU in dva za CPU, kjer lahko poznamo delovanje sistemov z več jedri in procesnimi niti.

Ponujajo nadzorovano preskusno okolje, kjer ni sprememb, razen različic in kjer so te spremembe pravilno dokumentirane, tako da uporabnik ve, katere različice je mogoče med seboj primerjati. Te vrste programov lahko ločeno preizkušajo različne podsisteme našega računalnika, z drugimi deli kode ali določenimi referenčnimi vrednostmi za izvedbo določene vrste preskusa ali v kombinaciji, na katere lahko vplivajo delovanje ene, dveh ali več sistemskih komponent. Primerjalna vrednost, integrirana v igri ali programi, kot so Cinebench, Sisoft Sandra, SuperPI, 3DMark,…, so jasni primeri sintetičnih primerjalnih vrednosti.

Druga sintetična merila uspešnosti, ki jih ne smemo zamenjati z dejanskimi referenčnimi vrednostmi, so tista, ki simulirajo izvajanje resničnih programov ali ki izvajajo akcijske skripte v resničnih programih, prav tako so sintetična, saj v naključnem testu ni naključja, PC Mark je jasen primer sintetični primerjalni program, ki ga lahko zamenjamo s pravim primerjanjem.

Dejansko referenčno merilo je zelo različna metoda preskušanja, saj sprejema naključnost uporabe programa za merjenje njegove učinkovitosti. Igralci smo navajeni izvajati tovrstno uspešnost ali preizkus uspešnosti, ko parametre kakovosti igre prilagodimo možnostim naše strojne opreme.

Merjenje uspešnosti igre med igranjem je pravo merilo.

Ko odprete FPS, ki ga igra daje in poskušate doseči želene 60FPS nenehno, potem izvajajo pravo merilo. Enako je mogoče ekstrapolirati na katero koli drugo vrsto programa in če ste razvijalec, ko optimizirate kodo svojega programa, naredite tudi resnične primerjalne teste, pri katerih spremembi je vaša koda ali način izvajanja na platformi stabilna ali spremenljiva strojna oprema.

Obe vrsti primerjalnih vrednosti sta pomembni, prva nam omogoča primerjavo našega sistema z drugimi v nadzorovanem okolju, druga pa je način za optimizacijo našega delovanja, kjer sta dodana tudi dva pomembna dejavnika, naključnost pri izvedbi in človeški faktor. Oba dejavnika ponujata dodatno stališče do zmogljivosti komponente ali komponent, ki jih želimo preizkusiti.

Upoštevanje pri primerjalnem vrednotenju

Da je referenčna vrednost koristna in učinkovita, moramo upoštevati nekatere dejavnike, ki so resnično pomembni. Če primerjate različne platforme in arhitekture, je pomemben dejavnik negotovosti, zato lahko s to vrsto primerjalnih vrednosti, ki omogočajo primerjavo mobilnih telefonov iOS z računalniki z operacijskim sistemom Windows x86, na primer, vzamete jih s pinceto, saj se ne spreminja samo jedro operacijskega sistema, vendar so arhitekture procesorjev zelo različne. Razvijalci tovrstnih meril (na primer Geekbench) med svoje različice različice uvajajo korekcijske faktorje, ki jih je težko nadzorovati.

Zato je prvi ključ, da je primerjalna vrednost primerljiva med različno strojno opremo, ta, da je testni ekosistem čim bolj podoben platformi, operacijskemu sistemu, gonilnikom in različici programske opreme. Vsekakor bodo tukaj elementi, ki jih ne moremo nadzorovati homogenizirano, kot je grafični krmilnik, če testiramo grafiko AMD na Nvidia grafiki, ostalo pa moramo poskušati narediti čim bolj stabilno. V tem primeru bi vključili tudi strojno opremo, saj za primerjavo grafičnih kartic je njihova uporaba istega operacijskega sistema, istega procesorja, enakih pomnilnikov in vseh operacijskih parametrov, pri čemer so enaki, vključno s parametri kakovosti, ločljivosti in preskusa v referenčni vrednosti. Stabilnejši je testni ekosistem, bolj zanesljivi in ​​primerljivi bodo naši rezultati.

Priporočamo branje Kako vem, ali ima moj procesor ozko grlo?

Druga stvar, ki jo moramo upoštevati, je, da imajo referenčni testi običajno dejavnik obremenitve za strojno opremo, ki jo bomo preizkušali, in to strojno opremo običajno podvržemo situacijam, ki se običajno ne pojavijo pri običajni uporabi sistema. Vsako merilo, ki ga vzamemo s trdega diska, grafične kartice ali procesorja, jih odda v situacije, ki so za strojno opremo lahko nevarne, zato moramo določiti ustrezne ukrepe, da točka napetosti ne postane točka zloma ali tudi v element zmanjšanja učinkovitosti, saj imajo številne komponente zaščitne sisteme, s katerimi zmanjšajo svojo zmogljivost v primeru, na primer, temperatur zunaj dosega. Ustrezno hlajenje, čas počitka med preskusi, pravilno napajanje preizkušenih komponent… vse bi moralo biti v idealnih razmerah, da test lahko nemoteno poteka.

Po drugi strani pa prav to vrsto referenčnih mer uporabljamo tudi zato, da sistem izpostavimo stresu, da bi videli njegovo stabilnost v tovrstnih razmerah, je drugačen način uporabe referenčnega merila, saj ne želi le vedeti uspešnosti, temveč tudi, ali sistem je stabilen in še bolj, če sistem v teh stresnih situacijah deluje tako, kot bi moral.

Zaključek

Za tiste, ki smo se posvetili profesionalnemu preizkušanju računalniške strojne opreme, je primerjalno orodje delovno orodje, uporabniki pa imajo na ta način znan in preverljiv način natančnosti primerjave ali poznavanja delovanja naslednjega računalnika v vsakem od njegovih podsistemov. primerljivo z orodji, ki se uporabljajo na industrijski ravni.

Testna tabela, kot je tista, ki jo vidite na sliki, poskuša natančno standardizirati preskusno metodo, tako da je primerjalno merilo čim bolj zanesljivo in preizkušljivo pri uvajanju različic, ki spreminjajo rezultate.

Toda kot vsak "laboratorijski" test je treba za njegovo izvedbo zagotoviti ustrezne pogoje, še bolj pa primerljive med različnimi sistemi.

Danes smo vam malo povedali o zgodovini te vrste programa, njegovih različnih vrstah, kako delujejo in kako od njih pridobiti zanesljive informacije. Koristni so, a zame so le še en podatek, ki ga moramo upoštevati in vedno bi ga postavil za osebne izkušnje in aktivno testiranje z resničnimi programi, ki jih bomo uporabljali vsak dan.

Primerjalna merila so v redu, da v naš postopek odločanja vnesejo minimalne podatke o uspešnosti, vendar teh odločitev ne bi smeli opredeliti in se kot zadnji nasvet izogibajte sintetičnim referenčnim vrednostim, ki trdijo, da lahko primerjajo zmogljivost med arhitekturo, operacijskimi sistemi itd.