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Xeon(R) (Nehalem Microarchitecture) の基本性能調査をSPEC CFP2006を用いて実施
Xeon (Nehalem) | Xeon (Nehalem) 1066MHzと1333MHzメモリ | Core(TM) i7 | OS別コンパイラ
歴代CPU | Xeon(R) | AMD Opteron(TM)-Xeon(R) | AMD Opteron(TM) | AMD Opteron(TM)整数演算
ハイパースレッド | QPI | STREAM | STREAMグラフ | 並列処理の階層化
Nehalemと歴代AMD Opteron (TM)の性能調査 (09.6.23)
SPEC CFP2006に掲載されている歴代の主なAMD Opteron (TM)は以下の２機種です。
- 現世代 - Quad-Core AMD Opteron(TM) (Shanghai) (メモリ帯域 12.8GB/s、45nmプロセス)
- 前世代 - Quad-Core AMD Opteron(TM) (Balcerona) (メモリ帯域 10.66GB/s、65nmプロセス)
これらのプロセッサをSPEC値を用いて調査します。調査ではXeon (Nehalem) 2.26GHzを基準値とし、各アプリケーション別の経過時間
用います。
1ジョブ処理による基本性能の調査
左側のグラフは1ジョブ処理の結果を示したものです。1ジョブ処理でのBalceronaとShanghaiの特性を見ると、赤いラインで表記している「CPU速度依存型アプリケーション」ではCPUクロック速度は2.5GHzから2.4GHzへと多少低下しているにもかかわらず、コアの演算性能は10%〜20%向上しています。
次にShanghaiでのクロック速度上昇の影響を確認するため2.4GHz、2.8GHz、2.9GHz、3.1GHzの4種類のデータをプロットしました。赤いラインで表記している「CPU速度依存型アプリケーション」はクロック速度の上昇に比例して性能が向上しています。
これに対して青いラインで表記している「メモリ性能律速型アプリケーション」はメモリ性能に律速されています。
16ジョブ平行処理によるスループット性能の調査
【16ジョブ並行処理に合わせるためデータを補正】
AMD Opteron(TM)のSPEC Rate値は2CPU 8コアでの8スレッド平行処理で測定されています。これに対して、新Xeon (Nehalem)のベンチマークテストは2CPU 8コア HT-onの16スレッド平行処理で測定されています。そこで、条件を合わせるため、AMD Opteron(TM)の側のデータを次のように補正します。具体的には、8スレッド平行処理を2回行った場合の時間を16スレッド並行処理とみなして評価します。右側のグラフはそのようにして作成した16ジョブ並行処理の結果をプロットしたものです。
16ジョブ並行処理にてBalceronaとShanghaiを比較すると「CPU速度依存型アプリケーション」はクロック速度が近いにもかかわらず性能向上がみられます。
次にShanghaiでのクロック速度上昇の影響を確認するため2.4GHz、2.8GHz、2.9GHz、3.1GHzの4種類のデータをプロットしました。赤いラインで表記している「CPU速度依存型アプリケーション」は8並行処理でもメモリボトルネックを起こさずクロック速度上昇に比例して性能向上しています。メモリ性能の影響は少ないようです。
これに対して青いラインで表記した「メモリ性能律速型アプリケーション」はメモリ性能に強く律速されています。CPUクロック速度の影響は皆無近いです。
| SPEC CFP2006 Rates (並行処理性能) | SPEC CFP2006 Base (単体コア性能) | |||||||||
| 製品 | R805 | R805 | R805 | R805 | M805 | R805 | R805 | R805 | R805 | M805 |
| CPU | Opteron | Opteron | Opteron | Opteron | Opteron | Opteron | Opteron | Opteron | Opteron | Opteron |
| 製造プロセス | 45nm | 45nm | 45nm | 45nm | 65nm | 45nm | 45nm | 45nm | 45nm | 65nm |
| CPU番号 | 2393 | 2389 | 2387 | 2378 | 2360SE | 2393 | 2389 | 2387 | 2378 | 2360SE |
| CPU クロック (GHz) |
3.10 | 2.90 | 2.80 | 2.40 | 2.50 | 3.10 | 2.90 | 2.80 | 2.40 | 2.50 |
| チップセット | ||||||||||
| DDR2 メモリ (MHz) |
800 | 800 | 800 | 800 | 667 | 800 | 800 | 800 | 800 | 667 |
| OS | Linux | Linux | Linux | Linux | Linux | Linux | Linux | Linux | Linux | Linux |
| コンパイラ | pgi | pgi | pgi | pgi | pgi | pgi | pgi | pgi | pgi | pgi |
| CPU 数 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| コア数/CPU | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 総コア数 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| 投入 ジョブ数 |
16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 経過時間(秒) | 111 | 107 | 106 | 97.7 | 81.9 | 20.3 | 19.6 | 19.2 | 17.1 | 13.7 |
| bwaves |
1039 | 1042 | 1043 | 1059 | 1416 | 515 | 528 | 538 | 598 | 888 |
| gamess | 1021 | 1088 | 1128 | 1313 | 1271 | 1020 | 1088 | 1129 | 1318 | 1446 |
| milc | 940 | 940 | 940 | 949 | 1219 | 459 | 463 | 467 | 495 | 588 |
| zeusmp | 612 | 634 | 641 | 701 | 789 | 529 | 541 | 552 | 615 | 663 |
| gromacs | 415 | 441 | 457 | 530 | 607 | 411 | 436 | 451 | 525 | 663 |
| cactusADM | 771 | 791 | 798 | 847 | 1053 | 549 | 557 | 564 | 622 | 918 |
| leslie3d | 1148 | 1150 | 1153 | 1167 | 1480 | 502 | 507 | 513 | 553 | 679 |
| namd | 540 | 575 | 596 | 694 | 693 | 539 | 574 | 594 | 693 | 809 |
| dealII | 540 | 567 | 581 | 652 | 769 | 499 | 519 | 532 | 615 | 691 |
| soplex | 906 | 919 | 922 | 961 | 1212 | 559 | 569 | 575 | 619 | 781 |
| povray | 263 | 280 | 290 | 340 | 341 | 262 | 280 | 290 | 338 | 357 |
| calculix | 412 | 437 | 451 | 520 | 539 | 403 | 427 | 440 | 510 | 593 |
| GemsFDTD | 1348 | 1338 | 1339 | 1375 | 1792 | 606 | 602 | 606 | 542 | 877 |
| tonto | 565 | 596 | 613 | 693 | 780 | 503 | 534 | 552 | 640 | 670 |
| lbm | 1776 | 1777 | 1777 | 1779 | 2339 | 430 | 439 | 447 | 493 | 877 |
| wrf | 799 | 811 | 809 | 846 | 1001 | 480 | 492 | 503 | 561 | 684 |
| sphinx3 | 1064 | 1091 | 1107 | 1176 | 1961 | 782 | 804 | 817 | 904 | 1307 |
- SPEC CFP2006で利用されている浮動小数点演算アプリケーションの一覧。
(公開されているSPEC CFP2006より転記しています。)
bwaves (Fortran) : Computational Fluid Dynamics
gamess (Fortran) : Quantum chemical computations
milc (C) : Physics/Quantum Chromodynamics
zeusmp (Fortran) : Physics/Magnetohydrodynamics
gromacs (Fortran and C) : Chemistry/Molecular Dynamics
cactusADM (Fortran and C) : Physics/General Relativity
leslie3d (Fortran) : Computational Fluid Dynamics
namd (C++) : Classical Molecular Dynamics Simulation
dealII (C++) : Adaptive Finite Element Method
soplex (C++) : Simplex Linear Program (LP) Solver
povray (C++) : Computer Visualization
calculix (Fortran and C) : Structural Mechanics
GemsFDTD (Fortran) : Computational Electromagnetics
tonto (Fortran) : Quantum Crystallography
lbm (C) : Computational Fluid Dynmaics
wrf (Fortran and C) : Weather Forecasting
sphinx3 (C) : Speech Recognition - 資料
利用されているアプリケーションの詳細説明へリンク
All SPEC CFP2006 Results Published by SPEC
All SPEC CFP2006 Rates Results Published by SPEC - (注意) 表が巨大なため、ページを開く際に少し時間が掛かります。
また、個別のデータのリンクに移動後、この表に戻る場合にも時間が掛かります。
移動の際は「別ウインドで開く」か「別タブで開く」を利用されると軽快な操作ができます。 - 本サイト記載の会社名および製品名は、それぞれ各社の商標または登録商標です。
【SPEC CPU2006の公開データを資料として引用】
SPEC, SPECint and SPECfp are resistered trademarks of the Standard Performance Evaluation Corporation. For more information on this SPEC benchmarks see www.spe.org. SPEC and the benchmark name SPEC CPU2006 are registered trademarks of the Standard Performance Evaluation Corporation. Competitive benchmark results stated above reflect results published on www.spec.org as of April 03, 2009. The comparison presented above is based on the best performing 2-cpu servers currently shipping by Intel Corporation and Dell Inc. For the latest SPEC CPU2006 benchmark results, visit http://www.spec.org/cpu2006/