2.32. Показатели производительности вычислительных систем.

Производительность является объективной мерой оценки эффективности вычислительной системы. Она определяется как функция от частоты, архитектуры процессора, может зависеть и от класса решаемых задач.

Оценка производительности – один из главных факторов, который имеет место при сравнении ВС.

Основные показатели производительности:

1. Пиковая (предельная) производительность процессора без учета времени обращения к ОЗУ (на уровне взаимодействия с регистрами)

Единицы измерения производительности:

MOP - млн. процессорных операций в секунду

Mflops - млн. вещественных операций в секунду

Mips – млн. инструкций (команд) в секунду

2) Системная производительность технических и программных средств (на основе тестовых оценочных программ). Реализуются они на языках высокого уровня.

3) Номинальная производительность – среднее число команд, выполняемых подсистемой «процессор - память» с учетом их среднестатического веса в выбранном классе задач. Рассчитывается на основе используемых определенных формул, специальных методик для определения архитектур и с помощью специальных измерительных программ.

4) Эксплуатационная (реальная) производительность Оценивается на реальной рабочей нагрузке при выполнении типовых пакетов прикладных программ в основных областях применения:

- обработка текстов

- СУБД

- пакеты САПР

- компиляторы ЯВУ

Способы тестового измерения производительности

1. Тесты, которые создают крупные производители (компании-изготовители ЭВМ) для внутреннего применения

К примеру, для процессоров х86 фирмой Intel разработан пакет тестов для индивидуального использования – iCOMP. За эталон сравнения взят процессор 486x-25 (его показатель принимается за 100). Эти тесты базируются на смеси операций, включающей

- 67% - операций над 64-х – разрядными целыми числами

- 3% - операций над 16-ти- разрядными с плавающей точкой

- 25% - операций над 32-ух- разрядными целыми числами

- 5% - операций над 32-ух – разрядными с плавающей точкой

В фирме IBM имеются тестовые пакеты для тестирования супер-ЭВМ (майнфреймов).

Подобного типа тесты рассчитаны на какую-либо конкретную фирменную архитектуру и имеют локальные характер применения (например, для рекламирования своей продукции).

2. Стандартные тесты, формирующиеся независимыми аналитиками (например, Linpack) или группами, объединяющими крупных производителей компьютеров (SPEC, TPC) – универсальные тесты для широкого спектра применения.

3. Тесты для тестирования специальных пакетов (специализированные)

Linpack

Набор тестов в виде совокупности программ решения задач линейной алгебры. (решение уравнений размерностью 100x100 и 1000x1000).

На основе этих тестов формируется международный список самых производительных систем в мире – TOP500 (российский аналог TOP50).

SPEC xx

Сейчас существуют SPEC89, SPEC92, SPEC95.

В основе тестов, как правило, выделяют две основных группы:

1) группа программ целочисленной обработки

2) группа программ с плавающей точкой

В основе обработки данных лежит использование различных сложных задач (булева алгебра, движение атомов (квантовая механика), краевые задачи и т.п.).

Тесты делаются с расчетом создать некоррелированные условия для оценки производительности различных компьютеров.

Тесты с 1992 года приспособлены для оценки работы системы в многопроцессорном режиме. Включают оценку работы компилятора, работу ОС (по динамическому распределению ресурсов).

Тесты с 1995 г. включают стандарты открытых систем.

TPC

Тесты для оценки производительности ВС при работе с БД. Дают сравнительную оценку по стоимости и производительности совокупности аппаратно-программных средств, включая ОС, СУБД, мониторы, транзакции.

Частная компания AIM Technology

Разработка стандартных тестовых смесей для прикладных задач (8шт) для:

- рабочей станции разработки ПО;

- механического САПР-а;

- геоинформационных систем;

- деловых приложений (электронная почта, база данных, электронные таблицы);

- моделирование множества пользователей;

-моделирование выполнения заданий с большим объемом вычислений и т.п.