3、英特爾處理器對(duì)浮點(diǎn)運(yùn)算能力的加強(qiáng)

英特爾®至強(qiáng)®處理器系列與英特爾®安騰®處理器系列通過(guò)先進(jìn)的處理器體系架構(gòu)對(duì)系統(tǒng)的浮點(diǎn)運(yùn)算能力進(jìn)行了優(yōu)化與加強(qiáng)，在Linpack，SPECfp2000等多項(xiàng)基準(zhǔn)測(cè)試中均體現(xiàn)出優(yōu)異的性能，其主要策略是并行計(jì)算與大量的內(nèi)核資源。

以安騰系統(tǒng)的EPIC架構(gòu)為例，其大量的寄存器資源（264個(gè)通用寄存器）可以保證每時(shí)鐘周期6條指令的并發(fā)執(zhí)行，同時(shí)，豐富的板上資源，包括24MB的二級(jí)緩存可以使得所有處理器浮點(diǎn)運(yùn)算單元保持高效運(yùn)轉(zhuǎn)，減少等待造成的系統(tǒng)空閑。同時(shí)，多線程、多核技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步強(qiáng)化了其并行能力，使其在各項(xiàng)基準(zhǔn)測(cè)試中的浮點(diǎn)性能進(jìn)一步提升。

第二節(jié)：在線事務(wù)處理能力的衡量

對(duì)于大多數(shù)的商業(yè)用戶來(lái)說(shuō)，對(duì)于服務(wù)器系統(tǒng)的要求與科學(xué)計(jì)算用戶有著明顯的區(qū)別。對(duì)于這部分用戶來(lái)說(shuō)，他們更關(guān)注服務(wù)器對(duì)于交易的處理能力以及處理成本，而不是峰值、單CPU的運(yùn)算能力。

在衡量基于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的服務(wù)器性能時(shí)，在線事務(wù)交易處理（OLTP）系統(tǒng)性能成為一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。在現(xiàn)有的Benchmark體系中，有三個(gè)基準(zhǔn)測(cè)試可以幫助用戶有效衡量服務(wù)器系統(tǒng)的OLTP性能，就是TPC-C、TPC-H和SPECCPU。

深入了解TPC-C

1、TPC-C衡量系統(tǒng)整體

TPC-C是一種旨在衡量聯(lián)機(jī)事務(wù)處理（OLTP）系統(tǒng)性能與可伸縮性的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)測(cè)試項(xiàng)目。這種基準(zhǔn)測(cè)試項(xiàng)目將對(duì)包括查詢、更新及隊(duì)列式小批量事務(wù)在內(nèi)的廣泛數(shù)據(jù)庫(kù)功能進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)密集型應(yīng)用來(lái)說(shuō)，TPC-C被許多IT專業(yè)人員視為衡量真實(shí)OLTP系統(tǒng)性能的有效指示器。

TPC-C測(cè)試規(guī)范經(jīng)過(guò)兩年的研制，于1992年7月發(fā)布。幾乎所有在OLTP市場(chǎng)提供軟硬件平臺(tái)的廠商都發(fā)布了相應(yīng)的TPC-C測(cè)試結(jié)果，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，這些測(cè)試結(jié)果也在被不斷刷新。

獨(dú)立審計(jì)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)對(duì)基準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行公證，同時(shí)，TPC將出據(jù)一份全面的測(cè)試報(bào)告，用戶可以從TPC站點(diǎn)（http://www.tpc.org/）上獲得。

TPC-C測(cè)試規(guī)范中模擬了一個(gè)比較復(fù)雜并具有代表意義的OLTP應(yīng)用環(huán)境：假設(shè)有一個(gè)大型商品批發(fā)商，它擁有若干個(gè)分布在不同區(qū)域的商品庫(kù)；每個(gè)倉(cāng)庫(kù)負(fù)責(zé)為10個(gè)銷售點(diǎn)供貨；每個(gè)銷售點(diǎn)為3000個(gè)客戶提供服務(wù)；每個(gè)客戶平均一個(gè)訂單有10項(xiàng)產(chǎn)品；所有訂單中約1%的產(chǎn)品在其直接所屬的倉(cāng)庫(kù)中沒(méi)有存貨，需要由其他區(qū)域的倉(cāng)庫(kù)來(lái)供貨。

TPC-C測(cè)試包括5個(gè)典型的OLTP事務(wù)：

新訂單：一個(gè)用戶提交一個(gè)新的訂單

支付：更新用戶的賬戶余額以反映一個(gè)支付

交付：訂單的交付（通過(guò)一個(gè)批事務(wù)處理實(shí)現(xiàn)）

訂單狀態(tài)：返回用戶最新訂單的狀態(tài)

庫(kù)存水平：監(jiān)控當(dāng)前倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存

對(duì)于前四種類型的交易，要求響應(yīng)時(shí)間在5秒以內(nèi)；對(duì)于庫(kù)存狀況查詢交易，要求響應(yīng)時(shí)間在20秒以內(nèi)。

TPC-C的測(cè)試結(jié)果主要有兩個(gè)指標(biāo)：

流量指標(biāo)（Throughput，簡(jiǎn)稱tpmC）

按照TPC的定義，流量指標(biāo)描述了系統(tǒng)在執(zhí)行支付、訂單狀態(tài)更新、交付及存貨變更這四種交易的同時(shí)，每分鐘可以處理多少個(gè)新訂單交易。所有交易的響應(yīng)時(shí)間必須滿足TPC-C測(cè)試規(guī)范的要求。流量指標(biāo)值越大越好。

性價(jià)比（Price/Performance，簡(jiǎn)稱Price/tpmC）即測(cè)試系統(tǒng)價(jià)格（指在美國(guó)的報(bào)價(jià)）與流量指標(biāo)的比值。性價(jià)比越小越好。

 基于四核英特爾®至強(qiáng)®5300系列處理器的服務(wù)器平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)性能

2、解讀tpmC

tpmC代表的是系統(tǒng)最大的持續(xù)性能，它被定義為系統(tǒng)每分鐘可以處理多少個(gè)新訂單事務(wù)，與此同時(shí)，系統(tǒng)還在處理其他四種事務(wù)類型（支付、訂單狀態(tài)、交付、庫(kù)存水平）。所有５個(gè)TPC-C事務(wù)都有某個(gè)限定的用戶響應(yīng)時(shí)間要求，其中新訂單事務(wù)的響應(yīng)時(shí)間是５秒以內(nèi)。因此如果一個(gè)系統(tǒng)的TPC-C值是100tpmC/min，說(shuō)明該系統(tǒng)在每分鐘處理其他的混合的TPC-C事務(wù)的工作的同時(shí)，可以產(chǎn)生１００個(gè)新訂單事務(wù)。

從TPC-C的定義不難知道，這套基準(zhǔn)測(cè)試程序是用來(lái)衡量整個(gè)IT系統(tǒng)的性能，而不是評(píng)價(jià)服務(wù)器或某種硬件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，而且tpmC數(shù)值的高低直接受到各個(gè)環(huán)節(jié)的影響，如服務(wù)器、外設(shè)（如硬盤(pán)或RAID）、服務(wù)器端操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、客戶端及其操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件和網(wǎng)絡(luò)連接等。因此，如何解讀tpmC數(shù)值會(huì)因不同的采購(gòu)需求有非常大的差異。

例如，在很多廠家的TPC測(cè)試系統(tǒng)中，服務(wù)器的價(jià)格只是系統(tǒng)總價(jià)格的25%或更小，而硬盤(pán)的價(jià)格有可能占到總價(jià)格的30%以上，因?yàn)門(mén)PC-C要求被測(cè)系統(tǒng)必須保存180天的事務(wù)記錄（這一趨勢(shì)從一些最新的TPC-C測(cè)試結(jié)果來(lái)看，會(huì)愈演愈烈）。如果同樣的服務(wù)器被用到用戶的環(huán)境中，廠家的tpmC值就意義不大，因?yàn)橛脩舻膶?shí)際系統(tǒng)與廠家原來(lái)用于TPC測(cè)試的系統(tǒng)大不一樣。當(dāng)同樣的主機(jī)用在不同的系統(tǒng)中時(shí)，tpmC值可能有相當(dāng)大的變化，現(xiàn)在許多用戶還沒(méi)有意識(shí)到這一點(diǎn)。

尤其需要服務(wù)器采購(gòu)用戶注意的是，tpmC指標(biāo)更多的是衡量從客戶端到終端網(wǎng)絡(luò)的性能區(qū)域，而不是通常誤認(rèn)為的服務(wù)器到企業(yè)端網(wǎng)絡(luò)的性能。由此可見(jiàn)，如果用戶是建立一套全新的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，那么無(wú)妨多借鑒tpmC的性能指標(biāo)，如果只是采購(gòu)某種或某些硬件設(shè)備，則需要參考更多的指標(biāo)。

我們看到，隨著處理器技術(shù)的不斷創(chuàng)新，市場(chǎng)上各個(gè)廠商服務(wù)器性能在不斷提升，例如去年11月惠普公布了一項(xiàng)TPC-C測(cè)試結(jié)果，配置了兩顆主頻為2.66GHz、總線速度達(dá)1333MHz的四核英特爾®至強(qiáng)®X5355處理器（兩顆處理器，共8核，8線程）以及4MB二級(jí)緩存和64GB主內(nèi)存，運(yùn)行Microsoft Windows Server 2003 EE x64操作系統(tǒng)和Microsoft SQL Server 2005 Enterprise x64 Edition SP1數(shù)據(jù)庫(kù)的HP ProLiant ML370 G5服務(wù)器取得了64位計(jì)算環(huán)境中240，737tpmC的TPC-C測(cè)試好成績(jī)，平均每tpmC的成本僅為1.85美元。

這是全球四核處理器服務(wù)器的第一個(gè)TPC-C基準(zhǔn)測(cè)試成績(jī)，成為了當(dāng)時(shí)兩路服務(wù)器、雙處理器的最好成績(jī)，而每tpmC 1.85美元的成績(jī)也是基于雙處理器平臺(tái)的Microsoft SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫(kù)的最佳性價(jià)比。相比上一代產(chǎn)品，性能有3倍的增長(zhǎng)，而與相同配置的雙核處理器的服務(wù)器相比，性能有42%的提升。從中我們可以看到，處理器本身對(duì)于服務(wù)器的性能幾乎起著決定性的作用。

TPC-H關(guān)注查詢能力

TPC-H測(cè)量在商業(yè)分析中決策支持系統(tǒng)（DSS）的性能。DSS是一種計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序，它分析商業(yè)數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來(lái)使用戶/管理者可以更容易得進(jìn)行商業(yè)決策，例如供求管理、客戶滿意度分析、市場(chǎng)份額分析等。

TPC-H 模擬了商業(yè)環(huán)境中的分析端，大量的數(shù)據(jù)被細(xì)化，可以幫助企業(yè)進(jìn)行可靠的商業(yè)決策，其中包含一整套面向商業(yè)的特殊查詢和并發(fā)數(shù)據(jù)修改內(nèi)容。該基準(zhǔn)中選擇的查詢和數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)都具有廣泛的全行業(yè)關(guān)聯(lián)性。這種基準(zhǔn)測(cè)試所描述的決策支持系統(tǒng)可檢查大量的數(shù)據(jù)，所執(zhí)行的查詢也具有很高的復(fù)雜度。并且，TPC-H會(huì)基于數(shù)據(jù)庫(kù)的大小將結(jié)果分類。

TPH的性能度量單位有兩個(gè)，一個(gè)被稱為"TPC-H復(fù)合式每小時(shí)查詢性能單位"（TPC-H Composite Query-per-Hour Performance Metric – QphH@Size），反映的是系統(tǒng)處理查詢的多方面能力，包括查詢執(zhí)行時(shí)選定的數(shù)據(jù)庫(kù)大小、單個(gè)流提交查詢時(shí)的查詢處理能力，以及多個(gè)并發(fā)用戶提交查詢時(shí)的查詢吞吐量。另外一個(gè)，是價(jià)格/性能比計(jì)量單位$/QphH。

SPEC CPU2006中的學(xué)問(wèn)

對(duì)于關(guān)注在線事務(wù)交易處理能力的用戶來(lái)說(shuō)，SPEC CPU2006也是一項(xiàng)非常重要的基準(zhǔn)測(cè)試指標(biāo)。

就像前面提到的，SPEC CPU2006是一組針對(duì)CPU和內(nèi)存的測(cè)試，它主要測(cè)試的對(duì)象是CPU、內(nèi)存，不測(cè)試硬盤(pán)、I/O效率和網(wǎng)絡(luò)等部分。因?yàn)镾PEC CPU2006的程序都是針對(duì)單CPU的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因此，在多CPU系統(tǒng)上，如果要測(cè)試多CPU系統(tǒng)的效率，則是采取同時(shí)執(zhí)行多個(gè)相同程序的方法，這個(gè)結(jié)果就是"Rate"。因此，同樣有SPECint_rate和SPECfp_rate的測(cè)試結(jié)果。需要說(shuō)明的是，"Rate"測(cè)試同時(shí)執(zhí)行多個(gè)相同的程序，但程序之間并不會(huì)有關(guān)聯(lián)，所以這是一種理論計(jì)算能力測(cè)試，并不代表實(shí)際并行計(jì)算能力。

（1） （2） （3）

多易