Первые тесты процессора Эльбрус-16С

Появилась возможность протестировать инженерный процессор Эльбрус-16С и сравнить его со своим предшественником Эльбрус-8СВ.

Эта статья является продолжением моих предыдущих статей по бенчмаркам Эльбрусов:

• Новогодние бенчмарки компьютеров Эльбрус

• Большое тестирование процессоров различных архитектур

Эльбрус-16С на архитектуре e2k-v6 является развитием процессора Эльбрус-8СВ (e2k-v5), который имеет 16 ядер на частоте 2 ГГц, поддержку аппаратной виртуализации, поддерживает до 1 ТБ оперативной памяти DDR4-3200, 32 линии PCIe 3.0.

Тестируемый процессор работает на материнской плате 1Э16С-mATX c с 2мя установленными модулями памяти DDR4 на частоте 2400.

Внимание: тестируется инженерный процессор с частично отключенным кешем, у серийного образца результаты должны быть лучше.

 Фото инженерной платы из интернета (на фото плата не моего экземпляра):

К результатам процессоров Эльбрус-16С и Эльбрус-8СВ добавляю процессор Intel Core i7-2600 для относительного сравнения.

Характеристики сравниваемых процессоров:

* — У Intel Core i7-2600 часота бустится, ядер 4, но 8 потоков HT.

Список компилируемых тестов (на языках С и C++):

• Dhrystone, Whetstone, Linpack 100, Scimark 2, SuperPI

• MP MFLOPS

• TLB test, STREAM

• HPL (High Performance Linpack)

• 7zip встроенный бенчмарк

• StockFish (встроенный тест шахматного движка)

• Cpu Miner (minerd)

• Рендеринг в Blender (Файл для теста)

• Готовые результаты в SPEC 2006

Кроме того, я запускал тесты на языках программирования Java, C#, Python, PHP, Lua. Результаты: https://github.com/EntityFX/EntityFX-Bench/tree/master/results

Теперь сразу перейдём к сводной таблице с результатами.

Результаты

Компилируемые тесты

* — В нативном режиме Эльбрус-8СВ в тесте Coremark показывает в 1,5 раза хуже результаты чем в режиме бинарной трансляции x86-64 кода (этот бинарный транслятор называется RTC). На Эльбрус-16С такой проблемы больше нет.

Результаты всех тестов здесь: https://github.com/EntityFX/anybench/tree/master/results

Geekbench 5 в бинарной трансляции RTC

Подробнее: https://browser.geekbench.com/user/131917

Разбираем результаты

Логи результатов можете смотреть здесь: https://github.com/EntityFX/anybench/tree/master/results

Dhrystone

Dhrystone достаточно древний тест 80х годов, написан на C. Тестирует целочисленную арифметику и работу со строками. Результаты измеряются в Dhrystone/s и DMIPS. (DMIPS = Dhrystone/s делить на 1757).

Эльбрус-16С немного показал хуже результаты чем Эльбрус-8СВ. Скорее всего, проблема с оптимизациями компилятором LCC, с новой версией будет перепроверяться.

Whetstone

Тестирует арифметику с плавающей/фиксированной запятой, математические функции, ветвления, вызовов функций, присваиваний, работы с числами с фиксированной запятой, ветвлений. Результаты измеряются в MMIPS.

Эльбрус-16С показывает результаты кратные частоте (2000 / 1500).

Coremark

Современный тест, который должен заменить Dhrystone и Whetstone. Написан на C. Считает различные массивы, матрицы, сортировка и т. д. Предназначался для запуска на всём: от микроконтроллеров до мощных процессоров.

Эльбрус-16С показывает гораздо лучшие результаты чем Эльбрус-8СВ. На 8СВ результаты в бинарной трансляции выходили лучше, чем нативные.

MP MFLOPS

Эльбрус-16С значительно обгоняет 8СВ, набирая более 1 ТFlops в числах с плавующей запятой одинарной точности.

HPL

HPL – переносимый высокопроизводительный тест, который используется для суперкомпьютеров. Решает системы линейных уравнений, использует библиотеки BLAS и MPI . Результаты выдаёт в GFLOPS.

Результаты HPL: https://gist.github.com/EntityFX/1c61365c426f15baa9fd9f727a0ac484

7zip

Встроенный тест архиватора. Тест особо не параллелится, результаты примерно равные на этих процессорах (частота одинаковая).

Результаты 7zip: https://gist.github.com/EntityFX/add6791449796f384a9c63c82a068b39

Больше результатов: https://docs.google.com/spreadsheets/d/1fBPxWAP13WwT-r0oqfseFl3vXRaSUSc4LU3ERzyegwg/edit#gid=1443406194

Blender

Рендеринг сцены http://download.amd.com/demo/RyzenGraphic_27.blend

Результаты Blender: https://gist.github.com/EntityFX/0715476aa562f4389b98b6dea4290868

SuperPI (1 млн)

1 поток:

Core(TM)2 Duo CPU     T9400  @ 2.53GHz:  2.58 sec

Core i7 2600 3.4 GHz:  1.81 sec

Elbrus 2C+ 0.47 GHz: 18.05 sec

Elbrus 4C 0.75 GHz:  10.18 sec

Elbrus 8C 1.2 GHz: 5.20 sec

Elbrus 8CB 1.55 GHz: 3.76 sec

Elbrus 16C 2.0 GHz: 2.77 sec

Stockfish

Результаты Stockfish: https://gist.github.com/EntityFX/ea88b00aca1762c8d2d9841c914d7ef6

Minerd (Cpu miner)

./minerd --benchmark -a sha256d

Core i5-2500K:

thread 0: 26798032 hashes, 5307 khash/s

Total: 21226 khash/s

Эльбрус 8С (не оптимизирован):

thread 7: 2900420 hashes, 966.98 khash/s

Total: 7736 khash/s

Эльбрус 8СВ (оптимизирован):

thread 7: 34198012 hashes, 6840 khash/s

Total: 54714 khash/s

Эльбрус 16C (оптимизирован):

thread 7: 44098544 hashes, 8820 khash/s

Total: 141104 khash/s

Байкал-М 8 core 1.5 GHz, Cortex-A57:

thread 7: 4443436 hashes, 888.20 khash/s

Total: 7023 khash/s

Intel(R) Celeron(R) CPU N3350 @ 1.10GHz

thread 0: 2097152 hashes, 2403 khash/s

Total: 4808 khash/s

./minerd --benchmark -a scrypt

Core i5-6500 3.20GHz:

thread: 19.54 khash/s

total 78.26 khash/s

Core i7-9700K:

thread 7: 131280 hashes, 26.26 khash/s

Total: 211.68 khash/s

Эльбрус 8С (не оптимизирован +профиль):

thread 7: 6777 hashes, 2.26 khash/s

Total: 18.08 khash/s

Эльбрус 8СВ (оптимизирован):

thread 0: 4096 hashes, 8.50 khash/s

Total: 68.24 khash/s

Эльбрус 16C (оптимизирован под e2k-v5):

thread 0: 4096 hashes, 11.52 khash/s

Total: 183.01 khash/s

Байкал-М 8 core 1.5 GHz, Cortex-A57:

thread 7: 8875 hashes, 1.77 khash/s

Total: 14.03 khash/s

Intel(R) Celeron(R) CPU N3350 @ 1.10GHz

thread 0: 4104 hashes, 4.63 khash/s

Total: 9.25 khash/s

·         Порт с оптимизациями https://github.com/crypto-das/cpuminer-e2kv5-template

·         https://github.com/EntityFX/cpuminer-multi

·         https://github.com/pooler/cpuminer.git

SPEC 2006 INT/FP

SPEC CPU2006 инструмент исследования производительности систем, который основан на коде реальных приложений, поставляются в виде исходного кода. Тест оценивает не только производительность процессора и памяти, но и показывает то, насколько компиляторы могут оптимизировать код.

Имеется 2 группы тестов:

·         SPEC INT 2006, измеряющий производительность целочисленных вычислительных задач (integer);

·         SPEC FP 2006, измеряющий производительность вычислительных задач с вещественными числами (числами с плавающей точкой, floating point).

Результаты производительности языков программирования

Логи результатов смотрите тут: https://github.com/EntityFX/EntityFX-Bench/tree/master/results

Java

1 поток:

·         Эльбрус 1С+ в 11 раз медленнее на 1 поток чем Core i7 2600

·         Эльбрус 4С в 10 раз медленнее на 1 поток чем Core i7 2600

·         Эльбрус 8С в 5,5 раз медленнее на 1 поток чем Core i7 2600

·         Эльбрус 8СВ в 4,5 раз медленнее на 1 поток чем Core i7 2600

·         Эльбрус 16С в 1,7 раз медленнее на 1 поток чем Core i7 2600

На всех потоках:

·         Эльбрус 1С+ в 18 раз медленнее чем Core i7 2600 на всех потоках

·         Эльбрус 4С в 12,5 раз медленнее чем Core i7 2600 на всех потоках

·         Эльбрус 8С в 3 раз медленнее чем Core i7 2600 на всех потоках

·         Эльбрус 8СВ в 2,5 раз медленнее чем Core i7 2600 на всех потоках

·         Эльбрус 16С равен Core i7 2600 на всех потоках

PHP

1 поток:

·         Эльбрус 2С+ в 15,5 раз медленнее чем Core i7 2600

·         Эльбрус 1С+ в 8 раз медленнее чем Core i7 2600

·         Эльбрус 4С в 4,5 раза медленнее чем Core i7 2600

·         Эльбрус 8С в 3 раза медленнее чем Core i7 2600

·         Эльбрус 8СВ в 2,5 раза медленнее чем Core i7 2600

·         Эльбрус 16С в 2 раза медленнее чем Core i7 2600

Python

1 поток:

·         Эльбрус R1000 в 12,5 раз медленнее чем Core i7 2600

·         Эльбрус 2С+ в 30 раз медленнее поток чем Core i7 2600 на 1 поток

·         Эльбрус 1С+ в 12,5 раз медленнее поток чем Core i7 2600 на 1 поток

·         Эльбрус 4С в 15,5 раз медленнее поток чем Core i7 2600 на 1 поток

·         Эльбрус 8С в 9 раз медленнее поток чем Core i7 2600 на 1 поток

·         Эльбрус 8СВ в 7,8 раз медленнее поток чем Core i7 2600 на 1 поток

·         Эльбрус 16С в 7 раз медленнее поток чем Core i7 2600 на 1 поток

На всех потоках:

·         Эльбрус 2С+ в 58 раз медленнее поток чем Core i7 2600 на всех потоках

·         Эльбрус 1С+ в 25 раз медленнее поток чем Core i7 2600 на всех потоках

·         Эльбрус 4С в 13,5 раз медленнее поток чем Core i7 2600 на всех потоках

·         Эльбрус 8С в 4,2 раза медленнее поток чем Core i7 2600 на всех потоках

·         Эльбрус 8СВ в 3,8 раза медленнее поток чем Core i7 2600 на всех потоках

·         Эльбрус 16С в 1,7 раза медленнее поток чем Core i7 2600 на всех потоках

Lua

1 поток:

·         Эльбрус 2С+ в 16 раз медленнее чем Core i7 2600

·         Эльбрус 1С+ в 6 раз медленнее чем Core i7 2600

·         Эльбрус 4С в 10 раз медленнее чем Core i7 2600

·         Эльбрус 8С в 6 раз медленнее чем Core i7 2600

·         Эльбрус 8СВ в 5 раз медленнее чем Core i7 2600

·         Эльбрус 16С в 4 раз медленнее чем Core i7 2600

·         Эльбрус R1000 в 9 раз медленнее чем Core i7 2600

C# NetCore (В режиме трансляции RTC)

1 поток:

·         Эльбрус 8С в 3,5 раз медленнее на 1 поток чем Core i7 2600

·         Эльбрус 8СВ в 3 раз медленнее на 1 поток чем Core i7 2600

·         Эльбрус 16С в 2 раз медленнее на 1 поток чем Core i7 2600

На всех потоках:

·         Эльбрус 8С в 2 раз медленнее на 1 поток чем Core i7 2600

·         Эльбрус 8СВ в 1,5 раз медленнее на 1 поток чем Core i7 2600

·         Эльбрус 16С в 1,25 раза быстрее на всех потоках чем Core i7 2600

Выводы

Эльбрус-16С на 33% быстрее Эльбрус-8СВ на 1 поток и имеет в 2 раза больше ядер. Есть задачи, где он очень эффективен, где-то не очень, думаю найдёт свою нишe.

Жду ваши предложения, какие ещё бенчмарки можно прогнать на этих компьютерах (желательно с простой сборкой).

P. S. Принимаю ваши предложения и правки, статья пополняется.