Mjerila: što je to? Čemu služi povijest, vrste i savjeti

Mjerila su važan dio naše svakodnevne hardverske analize, omogućuju nam da vam ponudimo znanstveno uporedivo mjerenje između različitih komponenti poput CPU-a, grafičkih kartica, jedinica za pohranu itd. Danas ćemo posvetiti neke crte njenoj povijesti, njezinim vrstama, kako djeluju, što mjere, koje su najčešće mjere, a također ćemo vam dati nekoliko savjeta kako ih provesti i kojima trebamo vjerovati.

Ono što danas poznajemo u PC ili mobilnom svijetu kao referentne vrijednosti su tehnike naslijeđene iz industrijskog okruženja koje su od početka ove revolucije omogućile donošenje odluka na temelju usporedivih podataka u kontroliranom okruženju.

Svijet modernog računarstva primjenjuje ove tehnike na gotovo bilo koje od mnogih različitih domena, a kućni korisnici su ih usvojili i kao pouzdan način da saznaju o performansama i mogućnostima naših sustava kao i važnu točku informacija kada donositi važne odluke, poput kupnje našeg novog računala, mobilnog telefona, grafičke kartice itd.

Danas ćemo govoriti o povijesti osobina računala, vrstama referentnih vrijednosti koja postoje i koji su dijelovi našeg sustava pogodniji za ovu vrstu testova koji nisu samo performanse.

Sadržaj indeks

povijest

Sustav mjerenja ili mjernog sustava primjenjuje kontrolirano okruženje i prepoznatljive mjere koje su znanstveno uporedive i provjerljive i koegzistiraju sa svijetom računala otkad postoji. Kao takva, referentna vrijednost je demokratizirana do te mjere da je dio njezine temeljne suštine izgubljen, a to je da treće strane mogu biti revizirane i provjerljive. Sada to više koristimo kao brzu usporedbu performansi, ali sljedivost njegove vjerodostojnosti od strane trećih strana sigurno je većim dijelom izgubljena.

Najklasičnije referentne metode oduvijek su se odnosile na računalni kapacitet centralnog procesora, premda se u posljednje vrijeme variralo između različitih komponenti, jer su one stekle prednost i značaj unutar računala.

Dvije najklasičnije mjerne jedinice koje se još uvijek primjenjuju su Dhrystones i Whetstones. Oboje su na neki način postali osnova svih sintetskih mjerila koja danas poznajemo.

Najstariji je Whetstones (lokalitet u Velikoj Britaniji gdje je bila podjela za atomsku energiju državne elektroenergetske tvrtke Ujedinjenog Kraljevstva), a Dhrystone je kasnije došao igrajući se s imenom bivše (vlažne i suhe).

Prvi je dizajniran 70-ih, a drugi iz 80-ih i oba su osnova komparativnih performansi koje smo imali u sljedećim godinama. Whetstones je, pojednostavljujući, ponudio uvid u računalnu snagu procesora u operacijama s pomičnim zarezom, operacijama s velikim brojem decimala.

Dhrystone je njegov pandan jer je posvećen osnovnim uputama bez decimala, a oba su dala jasnu sliku performansi procesora iz dva potpuno različita, ali komplementarna pristupa. Whetstones i Dhrystone izvedeni su u dva koncepta koja danas mnogo češće koristimo, MIPS i FLOP.

Nakon tih mjerenja uslijedila su i druga, poput FLOP (aritmetika s plutajućom tačkom - aritmetika s plutajućom tačkom), koja je u računalu u velikoj mjeri važnija nego ikad prije jer je osnova naprednog izračuna u mnogim modernim tehnikama. poput algoritama umjetne inteligencije, medicinskih algoritama, prognoziranja vremena, nejasne logike, enkripcije itd.

LINPACK je razvio inženjer Jack Dongarra u 1980-ima i danas se koristi za mjerenje sposobnosti računanja s pomičnim zarezom svih vrsta sustava. Trenutno postoje verzije optimizirane za arhitekturu, proizvođača procesora itd.

FLOPS ispunjavaju naše članke o grafičkim kartama (sigurno se jednostruka ili dvostruka preciznost zvuče poznato), procesorima i osnova su za izračunavanje snage i razvoja hardvera za bilo koji superračunalo koje je u radu ili razvoju.

FLOP je danas najpotrebnija jedinica za mjerenje performansi u industriji, ali uvijek je kombiniran s MIPS-om (milijunima uputa u sekundi) što je zanimljiva mjera mjerenja, jer nam daje broj uputa Osnovna aritmetika koju procesor može izvesti u sekundi, ali to više ovisi o arhitekturi procesora (ARM, RISC, x86, itd.) I programskom jeziku od ostalih mjernih jedinica.

Kako su performanse napredovale, dogodili su se množitelji. Sada mjerimo izvedbu kućnih CPU-a u GIPS-u i GFLOPS-u. Baza ostaje ista, klasične aritmetičke operacije. Sisoft Sandra i dalje nam nudi ovu vrstu mjerenja u nekim od svojih sintetskih referentnih vrijednosti.

MIPS je također više prebačen na CPU kao klasični element, a FLOP se proširio i na druga uspješna područja poput procesnog kapaciteta ili općeg izračuna bivših procesora vrlo orijentiranih na specifične zadatke poput GPU-a koje svi montiramo na naše procesore ili na naše posvećene kartice za proširenje.

Ovim osnovnim konceptima vrijeme dodaje nove mjerne jedinice jednako važne ili važnije od ovih u modernom računalu ili superračunalu. Tranzit podataka je jedna od ovih mjera koja je postala vrlo važna i trenutno se mjeri IOP-ovima (ulazne i izlazne operacije u sekundi), kao i drugim oblicima, kao što su mjere za pohranu MB / GB / TB u odnosu na vrijeme potrebno za tranzit s jedne točke na drugu (MBps - Megabajti u sekundi).

AS-SSD može mjeriti performanse tvrdog diska u MBps ili IOP.

Trenutno također koristimo mjeru prijenosa, u njezinim različitim množiteljima, kao način tumačenja brzine prijenosa informacija između dvije točke kada za emitiranje određenih informacija, ustvari moramo stvoriti malo više informacija. To ovisi o protokolu koji se koristi za prijenos informacija.

Jasan primjer i to što puno koristimo nalazi se u PCI Express sučelju. Prema ovom protokolu, za svakih 8 bita informacija koje želimo premjestiti (0 ili 1s) moramo generirati 10 bita informacija jer su te dodatne informacije za kontrolu komunikacije koja je poslana radi ispravljanja pogrešaka, integriteta podataka itd.

Ostali poznati protokoli koji uvode i ovaj „gubitak“ stvarnih informacija je IP, onaj koji koristite za čitanje ovog članka i koji čini da 300MT / s veza zapravo nudi brzinu manju od 300 Mbps.

Stoga koristimo Gigatransfer ili prijenos kada se odnosi na sirove informacije koje šalje sučelje, a ne na podatke koji se stvarno obrađuju u prijemniku. 8GT / s PCI Express 3.0 sabirnica podataka zapravo šalje 6, 4 GBps informacije za svaki linija spojena između točaka. Prijenos je postao vrlo važan s integracijom PCI Express protokola u sve glavne autobuse kućnog i profesionalnog računala.

U novije vrijeme također smo počeli kombinirati mjere kao način povezivanja procesijske snage s drugim vrlo važnim čimbenicima u modernom računanju, pri čemu je potrošnja jedna od tih mjera koja se uvodi kao usporedna ljestvica između performansi dva sustava. Energetska učinkovitost danas je jednako važna ili veća od procesne snage, pa je lako vidjeti referentne vrijednosti koje uspoređuju procesnu snagu s obzirom na vatu potrošnje elementa u mjerenju.

Zapravo, jedan od velikih popisa superračunala ne odnosi se toliko na bruto snagu računala među svim računalnim čvorovima, već na razvoj te snage na temelju vata ili energije koju troši cijeli sustav. Popis Green500 (FLOPS po vati - FLOPS po vati) jasan je primjer kako je potrošnja sada osnovna bilo kojoj samopoštovajućoj referentnoj vrijednosti, mada bez sumnje svi nastavljamo pažljivo promatrati listu TOP500 koja nema ovaj faktor kao faktor uslovljavanja.

Vrste mjerila

Iako možemo razgovarati o mnogo više obitelji ili vrsta referentnih vrijednosti, pojednostavit ću popis u dvije najčešće klase onih koji su nam svima najbliži kao manje ili više napredni korisnici.

S jedne strane imamo sintetička mjerila koja su uglavnom ona koja nam nude mjere o kojima smo ranije govorili. Sintetička mjerila su programi koji izvode kontrolirane testove s više ili manje stabilnim programskim kodom orijentiranim za određenu platformu i arhitekturu. To su programi koji provode vrlo specifične testove koji mogu integrirati jednu ili više naših komponenti, ali gdje se isti test ili testovi uvijek izvode, bez promjena.

Prikazivanje slika uvijek je bila dobra metoda poznavanja performansi CPU-a u modernom sustavu jer je to zahtjevan zadatak. Cinebench R15 također ima nekoliko testova, jedan za GPU i dva za CPU, gdje možemo znati performanse sustava s više jezgara i procesnih niti.

Oni nude kontrolirano testno okruženje u kojem nema promjena osim verzija i gdje su te promjene pravilno dokumentirane tako da korisnik zna koje se verzije mogu međusobno usporediti. Ove vrste programa mogu zasebno testirati različite podsustave našeg računala, s drugim djelovima koda ili određenim referentnim vrijednostima za obavljanje određene vrste ispitivanja ili u kombinaciji na koje može utjecati rad jedne, dvije ili više komponenti sustava. Mjerila integrirana u igru ​​ili programi poput Cinebench, Sisoft Sandra, SuperPI, 3DMark,… jasni su primjeri sintetičkih referentnih vrijednosti.

Ostala sintetička mjerila koja ne bismo trebali brkati s stvarnim referentnim vrijednostima su ona koja simuliraju izvršavanje stvarnih programa ili koja izvršavaju akcijske skripte u stvarnim programima, također su sintetička jer u slučaju ispitivanja nema slučajnosti, PC Mark je jasan primjer sintetski referentni program koji možemo zbuniti s pravim mjerilom.

Stvarno mjerilo je vrlo različita metoda ispitivanja jer prihvaća slučajnost korištenja programa za mjerenje njegovih performansi. Igrači se koriste za obavljanje ove vrste mjerila ili testa performansi kada parametre kvalitete igre prilagodimo mogućnostima našeg hardvera.

Mjerenje uspješnosti igre dok igrate je pravo mjerilo.

Kada otvorite FPS koji igra daje i pokušavate kontinuirano postići željene 60FPS tada oni rade pravo mjerilo. Isti se može ekstrapolirati na bilo koju drugu vrstu programa i ako ste programer, kada optimizirate kôd svog programa, tada radite i prave referentne testove gdje se mijenja vaš kôd ili način izvršenja na platformi sustava stabilan ili promjenjiv hardver.

Obje vrste referentnih vrijednosti su važne, prve nam omogućuju usporedbu našeg sustava s drugima u kontroliranom okruženju, a druga su način za optimizaciju našeg rada u kojem su dodana i dva važna faktora, slučajnost u izvršenju i ljudski faktor. Oba čimbenika nude dodatno gledište na performanse komponente ili komponenata koje želimo testirati.

Razmatranja pri vrednovanju

Da bi referentna vrijednost bila korisna i učinkovita, moramo uzeti u obzir određene faktore koji su zaista važni. Usporedba između različitih platformi i arhitektura uvodi važan faktor nesigurnosti, zbog čega ova vrsta mjerila koja vam omogućuje usporedbu iOS-ovih mobilnih telefona s računalima sa sustavom Windows x86, dajte primjer, morate ih uzimati pincetom jer se ona ne samo mijenja kernel operativnog sustava, ali arhitekture procesora su vrlo različite. Razvojni inženjeri ove vrste referentnih vrijednosti (na primjer, Geekbench) uvode korekcijske faktore između svojih različitih verzija koje teško mogu kontrolirati.

Stoga je prvi ključ za usporedbu referentne vrijednosti između različitog hardvera taj testni ekosustav što je sličniji mogućoj platformi, operativnom sustavu, upravljačkim programima i softverskoj verziji. Ovdje će sigurno biti elemenata koje ne možemo kontrolirati homogenizirajući, poput grafičkog kontrolera ako testiramo AMD grafiku na Nvidia grafici, ali ostalo moramo pokušati učiniti što stabilnijom. U ovom slučaju uvrstili bismo i hardver, jer za usporedbu grafičkih kartica vaša je stvar koristiti isti operativni sustav, isti procesor, iste memorije i sve operativne parametre, održavajući ih istim, uključujući parametre kvalitete, razlučivosti i ispitivanja u referentnoj vrijednosti. Što je naš testni ekosustav stabilniji, to će biti pouzdaniji i usporediviji naši rezultati.

Preporučujemo čitanje Kako znati ima li moj procesor usko grlo?

Još jedna stvar koju moramo uzeti u obzir jest da referentni testovi obično imaju faktor naprezanja na hardveru koji ćemo testirati i ovaj hardver obično podvrgavamo situacijama koje se obično neće pojaviti u uobičajenoj upotrebi sustava. Svaka referentna vrijednost koju uzmemo s tvrdog diska, grafičke kartice ili procesora podvrgava ih situacijama koje mogu biti opasne za hardver, pa moramo uspostaviti odgovarajuće mjere kako točka stresa ne postane točka loma ili također u element smanjenja performansi, jer mnoge komponente imaju sustave zaštite pomoću kojih smanjuju njihove performanse u slučaju, na primjer, temperatura izvan njihovog raspona uporabe. Odgovarajuće hlađenje, razdoblje mirovanja između ispitivanja, pravilno hranjenje ispitivanih komponenata… sve bi trebalo biti u idealnoj situaciji da test nesmetano teče.

S druge strane, koristimo upravo ovu vrstu referentnih vrijednosti kako bismo podvrgli sustav stresu da bismo vidjeli njegovu stabilnost u ovoj vrsti situacije, to je drugačiji način primjene referentne vrijednosti, jer on ne želi samo znati izvedbu, već i je li sustav je stabilan i još više, ako sustav djeluje kako treba u ovim stresnim situacijama.

zaključak

Za one od nas koji smo se posvetili profesionalnom testiranju računalnog hardvera, mjerilo je radni alat i zahvaljujući njemu korisnici imaju znanstveni i provjerljiv način usporedbe ili preciznog poznavanja performansi sljedećeg računala u svakom od njegovih podsustava. usporedivo s alatima koji se koriste na industrijskoj razini.

Ispitna tablica, poput one koju vidite na slici, nastoji precizno standardizirati ispitnu metodu, tako da je uporedna referentna vrijednost što je moguće pouzdanija i provjerljiva prilikom uvođenja varijacija koje modificiraju rezultate.

Ali kao i bilo koji "laboratorijski" test, da bi bio pouzdan, moraju se stvoriti pravi uvjeti za njegovo provođenje, a još više za usporedbu između različitih sustava.

Danas smo vam malo ispričali o povijesti ove vrste programa, njegovim različitim vrstama, načinu na koji rade i kako od njih dobiti pouzdane informacije. Oni su korisni, ali za mene su samo još jedan podatak koji treba imati na umu i uvijek bih ih stavio iza osobnog iskustva i aktivnog testiranja s pravim programima koje ćemo koristiti svakodnevno.

Mjerila su dobro staviti minimalne podatke o performansama u naš proces odlučivanja, ali oni ne bi trebali definirati te odluke i, kao posljednji savjet, izbjegavati sintetička mjerila koja tvrde da mogu usporediti performanse arhitekture, operativnih sustava itd.