计算机性能测试

匡春光，张鲁峰，崔益民

（北京系统工程研究所信息系统安全技术重点实验室，北京100101）

计算机性能测试

匡春光，张鲁峰，崔益民

（北京系统工程研究所信息系统安全技术重点实验室，北京100101）

为了较全面并尽量准确地了解计算机的性能，对计算机可能具有的能力进行了分析，并针对其中重要的能力选定了测试方法，主要包括CPU的计算能力、内存访问能力、硬盘访问能力、光驱访问能力等。利用分析结果和选定的测试方法对一些计算机进行测试后较全面和较准确地了解了这些计算机的性能，分析具有实用价值。

计算机性能；能力；测试；容量；速度

1 引 言

计算机的能力是由计算机的硬件和软件共同决定的。计算机的主要硬件和软件、硬件或软件提供的能力及对其中重要的能力选定的测试项［1］如表1所示。

2 性能测试

计算机性能测试主要包括CPU性能测试、内存性能测试［3］、硬盘性能测试［4］、光驱性能测试、U盘性能测试、网络性能测试［5］、显示性能测试、操作系统性能测试。

下面分节具体介绍测试情况。

2.1 CPU

CPU性能主要通过Coremark和SPEC CPU2000测试。

2.1.1 Coremark

（1）测试程序的主要特点及用途

CoreMark是一种应用广泛的CPU性能测试工具，2009年已成为工业标准，并将替代与其类似的Dhrystone。其代码中包括链处理、矩阵计算、状态机计算和循环冗余检错等算法。CoreMark的测试结果基本不受别的因素影响，是反映CPU性能比较好的指标。CoreMark的测试结果具有较好的可比较性。首先，CoreMark能有效防止编译优化；其次，CoreMark的代码中不涉及库调用，可以防止使用不同的库（实现不同）；最后，CoreMark的输出结果是一个简单的数字分值，该数字分值表示每秒执行CoreMark测试集的次数。

（2）测试结果

被测计算机的Coremark值形如表2所示。

表1 计算机能力及测试项

表2 Coremark值（Coremark value）

2.1.2 SPEC CPU2000

（1）测试程序的主要特点及用途

SPEC组织的CPU基准测试自1989年发布以来，如今已经成为一项评估CPU性能的全球性测试标准。SPEC CPU2000是2000年发布的一个SPEC CPU版本。SPEC CPU2000包括SPECint2000、SPECint_rate2000、SPECfp2000和SPECfp_rate2000，它们的测试结果分为基本性能（SPECint2000_base、SPECint_rate2000_base、SPECfp2000_base和SPECfp_ rate2000_base）和峰值性能（SPECint2000_peak、 SPECint_rate2000_peak、SPECfp2000_peak和SPECfp_ rate2000_peak）。基本性能是在接近真实应用的环境中得到的性能，峰值性能是在最大优化情况下得到的性能。前两者用于测试整型计算能力，包括12个测试程序，后两者用于测试浮点计算能力，包括14个测试程序。

SPECint2000和SPECfp2000比较适合于测试单CPU单核的性能，如果要测试多CPU或包含多核的单CPU性能，最好使用SPECint_rate2000和SPECfp _rate2000。SPEC CPU2000为每一个测试程序都定义了一个基准运行时间，在被测系统上运行某测试程序时，用该测试程序的基准运行时间除以被测系统上的运行时间，可以得到一个比值，用同样的方法可以得到其它测试程序的比值，用所有整型测试程序的比值做几何平均，得到整型计算能力的分值，用所有浮点测试程序的比值做几何平均，得到浮点计算能力的分值。SPEC CPU2000的不足之处是它的测试结果受到了内存和编译器的影响。

（2）测试结果

被测计算机的Specint2000_base和Specfp2000_ base的测试结果形如表3所示。

表3 Specint2000_base和Specfp2000_base的测试结果

被测计算机的SPECint_rate2000_base和SPECfp_rate2000_base的测试结果形如表4所示。

表4 SPECint_rate2000_base和SPECfp_rate2000_base的测试结果

2.2 内存

内存性能主要通过dmesg／free、stream和lmbench测试。

2.2.1 dmesg／free

（1）测试程序的主要特点及用途

dmesg是一条Linux命令，执行dmesg命令可以查看系统中的Cache信息。

free也是一条Linux命令，执行free命令可以查看系统中的主存信息。

（2）测试结果

被测计算机的内存容量测试结果形如表5所示。

2.2.2 stream

（1）测试程序的主要特点及用途

stream是一种开源的用于测试计算机内存带宽的测试工具，现已成为事实上的工业标准。stream通过运行通用用户程序测试真实的内存带宽，而不是很多厂商提供的理论峰值带宽。stream的适用机型很广，从台式机到超级巨型机都可以。

表5 内存容量测试结果

（2）测试结果

被测计算机对应的stream测试结果形如表6所示。其中Copy、Scale、Add、Triad对应的操作分别为：

Copy：a（i）＝b（i）

Scale：a（i）＝q*b（i）

Add：a（i）＝b（i）＋c（i）

Triad：a（i）＝b（i）＋q*c（i）

表6 stream测试结果

2.2.3 lmbench

（1）测试程序的主要特点及用途

lmbench是一套简单、移植性好、免费的测试程序。lmbench主要用于测试延迟和带宽，其中包括内存存取延迟。

（2）测试结果

被测计算机对应的lmbench关于内存存取延迟的测试结果形如表7。

表7 lmbench关于内存存取延迟的测试结果

2.3 硬盘

硬盘性能主要通过df和dd测试。

2.3.1 df

（1）测试程序的主要特点及用途

df是一条Linux命令，执行df命令可以查看系统中的硬盘容量信息。

（2）测试结果

被测计算机的硬盘容量测试结果形如表8所示。

表8 硬盘容量测试结果

2.3.2 dd

（1）测试程序的主要特点及用途

dd是一条Linux命令，使用该命令可以拷贝文件，通过从硬盘拷贝文件和往硬盘拷贝文件可以测试硬盘的读写速度。

（2）测试结果

被测计算机硬盘读写速度的测试结果形如表9所示。

表9 硬盘读写速度测试结果

2.4 光驱

光驱性能主要通过dd测试。

2.4.1 dd

（1）测试程序的主要特点及用途

dd是一条Linux命令，使用该命令可以拷贝文件，通过从光驱拷贝文件可以测试从光驱读取数据的速度。

（2）测试结果

被测计算机从光驱读取数据速度的测试结果形如表10所示。

表10 从光驱读取数据速度的测试结果

2.5 U盘

U盘性能主要通过dd测试。

2.5.1 dd

（1）测试程序的主要特点及用途

dd是一条Linux命令，使用该命令可以拷贝文件，通过从U盘拷贝文件和往U盘拷贝文件可以测试U盘的读写速度。

（2）测试结果

被测计算机U盘读写速度的测试结果形如表11所示。

2.6 网络

网络性能主要通过iperf和lmbench测试。

2.6.1 iperf

（1）测试程序的主要特点及用途

iperf是一种常用的网络性能测试工具，可以测试网络发送数据和接收数据的速度。iperf是跨平台和开源的，因此iperf的应用很广泛。

（2）测试结果

被测计算机对应的iperf测试结果如表12所示。

表11 U盘读写速度测试结果

表12 iperf测试结果

2.6.2 lmbench

（1）测试程序的主要特点及用途

lmbench是一套简单、移植性好、免费的测试程序。lmbench主要用于测试延迟和带宽，其中包括网络延迟。

（2）测试结果

被测计算机的本地网络延迟测试结果形如表13所示。

表13 本地网络延迟测试结果

2.7 显示

显示性能主要通过glxgears测试。

2.7.1 glxgears

（1）测试程序的主要特点及用途

运行glxgears可以测试系统的显示性能。

（2）测试结果

被测计算机对应的glxgears测试结果形如表14所示。

表14 glxgears测试结果

2.8 操作系统

操作系统性能主要通过unixbench测试。

2.8.1 unixbench

（1）测试程序的主要特点及用途

unixbench通过运行多个测试程序从多个方面测试Unix系统的性能，其测试值是被测系统性能和基准系统性能的相对值，但其测试值不仅受操作系统影响，还受硬件甚至编译器的影响。unixbench包括12个测试程序。

（2）测试结果

被测计算机对应的unixbench测试结果形如表15所示。

表15 unixbench测试结果

3 结束语

从计算机能力提供者的层次出发，分析了计算机可能具有的能力，并针对其中的重要能力选定了测试方法。，这样既可以确保不遗漏对重要能力的测试，还可以明确测试方法的针对性，防止用大量的测试软件测试同一类能力，可以使测试做到尽量不遗漏也不重复。利用选定的测试方法对一些计算机进行测试后较全面和准确地了解了这些计算机的性能，为选择计算机提供了依据。

［1］栾京，季强，安郁虹.计算机性能测试系统体系结构设计［J］.军事通信技术，2012，33（3）：76-78.

［2］张海洲，陈晓，蒋毅，等.固态硬盘性能测试方法［J］.中国个体防护装备，2008，15（4）：42-45.

［3］余江洪，肖燕成，朱宗柏，等.基于Linpack的高性能计算机集群的并行性能测试［J］.船电技术，2009，29（5）：56-60.

［4］陈飞云，龙风.计算机硬盘I／O操作性能测试与分析［J］.化工自动化及仪表，2010，37（2）：73-77.

［5］陈宇.基于以太网技术的分散控制系统网络性能测试与分析［J］.贵州电力技术，2009，12（12）：25-27.

Performance Test of Com puter

KUANG Chun-guang，ZHANG Lu-feng，CUIYi-min
（Science and Technology on Information System Security Laboratory of Beijing Institute of System Engineering，Beijing 100101，China）

In order to more comprehensively and accurately find out the performance of the computer，the possible abilities of computer are analyzed and some testmethods are selected for such important abilities as the computing ability of CPU，the accessing ability ofmemory，the accessing ability of hard disk，the accessing ability of optical disc drive，etc.The analysis result and the selected test methods are practical because they can be used to more comprehensively and accurately find out the performance of several computers.

Computer performance；Ability；Test；Capacity；Speed

10.3969／j.issn.1002-2279.2014.03.019

TP302.7

：B

：1002-2279（2014）03-0066-04

匡春光（1971-），女，湖南人，硕士研究生，主研方向：计算机体系结构、计算机安全。

2013-12-09