网站建设报价明细及方案,广发证券 网站谁做的,怎么查询网站的备案号,东莞市传送机技术支持 网站建设文章目录 1.1 CPU 性能测试 MIPS 计算1.1.1 Cortex-M7 CPI 1.2 benchmark 小节1.3.1 Geekbenck 介绍 1.3 编译参数配置 1.1 CPU 性能测试 MIPS 计算
每秒百万指令数 (MIPS)#xff1a;在数据压缩测试中#xff0c;MIPS 每秒测量一次 CPU 执行的低级指令的数量。越高越好在数据压缩测试中MIPS 每秒测量一次 CPU 执行的低级指令的数量。越高越好但是在比较不同代的 CPU 时则要对得分持保留态度因为执行指令的方式有所不同。比如CoreMark或者Dhrystone之类然后用处理器自带的PMUPerformance Monitor Unit计算下某段函数实际跑了多少指令周期然后除以这段函数有多少条指令。这就计算出来了。原理很简单操作起来可能有点费劲。
1.1.1 Cortex-M7 CPI
关于Cortex-M7 CPI 的计算系统有一个专门的系统外设 DWTData Watchpoint and Trace Unit这个外设提供了一个Clock Cycle CounterCYCCNT可以方便的用来计算CPIARMv7-M Architecture Reference Manual。
DWT 中除了 CYCCNT 外的 counter都只有 8bit 的 register。所以如果一段程序稍长一点的话就溢出了既然 CPI 是统计的话一段一端的测程序好像会不太准的样子。需要知道的是这个 overflow DWT 本身就是个低成本的东西设计目的就是应对局部。大程序运行时间长的要用高精度的示波器或者逻辑分析仪配合IO口翻转来测量时间在测量开始的时候拉低电平在测量结束的时候拉高电平最终计算的时候由拉低电平引入的误差基本忽略不计。 关于 DWT 见文章【ARM Coresight 系列文章 14 - Cortex-M DWT 详细介绍】
Cortex-M7 就无法提供准确的指令执行周期信息因为 Cortex-M7的 流水线是超标量的Super-scalar对于前后满足条件的两条指令来说Cortex-M7的流水线可以同时执行。在这种情况下如何计算指令的平均周期呢
实际上这个问题比想象的要略微复杂一点。因为前后两条指令还可能存在数据依赖Data Dependency或者是资源竞争Structural Hazard的情况。所以指令执行周期的平均值也是根据前后指令的组合不同而变动的。
两条指令之所以安排他们同时执行就是因为两条指令同时的执行时间小于二者之和啊。应该说和最长的那条指令执行时间一样长——你会发现双发射的流水线连回答“他的执行时间与一条指令单独执行相比如何”都是不容易做到的。
如果你从MIPS过来应该更多接触过超标量甚至是 Out of Order 的流水线。超标量甚至是Out of Order 的流水线理论上都无法精确的标注一条指令的执行周期这种情况下为了评估系统吞吐量往往用另外一个概念也就是CPICycle per Instruction或者IPCInstruction per Cycle。对于Cortex-M0这种顺序执行的流水线来说CPI一定是 1的但是对于超标量以及OOO的流水线来说CPI是可以做到 1的。
1.2 benchmark 小节
项目预研和产品开发中经常有性能评估的需求性能benchmark是评估性能最常用的手段。本文小结下之前用过的 benchmark。
工具名称测试项目summary项目地址coremarkcpu测评cpu的整体性能列举、矩阵运算、状态机、CRChttps://github.com/eembc/coremarkcoremark_procpucoremark的升级版测评cpu整体性能super PIcpu测评PI的计算ftp://pi.super-computing.org/Linux/SPECcpu测评cpu性能http://www.spec.org/spec/dhrystonecpu测评CPU整形计算whetstonecpu测评CPU浮点运算stressapptestcpumem主要ddr压力测试也可以提高cpu负载https://github.com/stressapptest/stressapptestnbenchcpumem测评CPU运算性能整数运算、双精度浮点运算/mem指数主要体现处理器总线、cache和存储器性能http://www.tux.org/~mayer/linux/bmark.htmlutest_memmem测评mem bandwidthcachebenchmem测评memcache bandwidthhttp://icl.cs.utk.edu/projects/llcbench/cachebench.htmlcopybwmem测评mem bandwidthhttp://www.tux.org/pub/benchmarks/CPU/copybw.cramspeedmem测评cache有效带宽bonnieIO测评IO性能http://www.textuality.com/bonnie/FioIO测评文件系统IO性能http://freshmeat.net/projects/fio/iozoneIO测评文件系统IO性能http://www.iozone.org/lmbenchCPU/mem/IO测评cpu/mem/IO bandwidth latencyhttp://lmbench.sourceforge.net/sysbenchCPU/mem/IO多线程性能测试https://github.com/akopytov/sysbenchcyclictest实时性git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/clrkwllms/rt-tests.git
芯片厂商发布SOC时评估算力习惯与Geekbench 数据库中测评结果进行比较国内安卓手机厂商一般都会在Antutu跑个分。除这两个之外还有3DMark,PCMark等这些会更关注GPU和其它多媒体处理的性能了。
1.3.1 Geekbenck 介绍
Geekbench是一个广泛使用的跨平台处理器基准测试工具由Primate Labs开发。它可以对单核和多核性能进行全面的测量和评估为用户提供一个快速而准确的衡量和比较计算设备如桌面笔记本电脑手机平板电脑等性能的方法。
以下是Geekbench的主要特性 跨平台Geekbench可在各种设备和操作系统上运行包括WindowsMacLinuxiOSAndroid等。 单核和多核性能测试Geekbench可以同时测试处理器的单核和多核性能从而提供全面的处理器性能评估。 实际场景测试Geekbench采用的是实际应用场景的模拟测试比如图像处理文本压缩等以模拟实际使用情况中的设备性能。 结果比较Geekbench提供了一个在线的测评结果数据库用户可以将自己设备的得分与全球其他设备进行比较更好地理解设备性能。
下图是Geekbench 6 排行 详情见 https://browser.geekbench.com/v6/cpu/singlecore https://browser.geekbench.com/v6/cpu/singlecore
1.3 编译参数配置
GCC编译参数可以对程序的性能产生显著的影响因此也就影响了跑分测试的结果。一些GCC编译参数可以对程序的执行速度内存使用情况等进行优化。
以下是一些GCC编译参数及其对跑分测试可能产生的影响 -O1、-O2、-O3这些参数用于控制编译器优化级别级别越高编译器会尝试进行更多的代码优化以提高程序的运行速度。这些优化可能包括循环展开、常量折叠等。但是级别越高编译时间也越长。 -marchnative这个参数告诉GCC产生优化以适应本地机器类型的代码。如果你在本地运行跑分测试这个参数将使GCC生成针对你的CPU特性进行优化的代码。 -ffast-math这个参数让GCC对浮点数学运算做一些假设即假设不会出现NaNInf和Denorms等使其可以进行更多的优化。如果你的程序大量使用浮点运算这个参数可能会带来性能的提升。 -funroll-loops这个参数让GCC对较小的循环进行循环展开以减少循环开销。这可能会提高程序的性能但也可能会增加程序的大小。 -fprefetch-loop-arrays如果目标平台支持则使用该选项将导致预取循环数组以减少缓存未命中的数量。这可能会提高程序的性能。
这里需要注意的是虽然这些编译参数可能会影响程序的性能但具体影响取决于很多因素包括程序的具体代码、硬件环境等。并且并非所有的优化都会带来性能提升有时候甚至会导致性能下降。因此使用这些参数时需要根据具体情况进行测试和调整。
关于编译参数的详细介绍见ARM GCC 编译系列学习
