Quickbench S01E02: Matematika: 4*2=8*1? Intel Sossaman vs. Sun T1

Az első évfolyam második epizódban az általános iskolai matematikát fogjuk gyakorolni. Na nem kell aggódni, nem papíron, ceruzával, hanem számológéppel, akarom mondani számítógéppel. A feladat egyszerűnek tűnik: meg kell nézni, hogy helyes-e a következő állítás: 4*2=8*1.

Ránézésre igen, de nézzünk a számok mögé.

Az egyenlet bal oldalán egy vadonatúj gyilkológép található, amelynek egyelőre sem fegyvere, sem katonai kiképzése nincs. Foggal és körömmel küzd, hogy bekerülhessen az elit alakulatba, amelyet olyan nevek fémjeleznek, mint a régi ismerős AMD Opteron, vagy a nemrég debütált Sun T1, illetve az Intel Xeon családja.
Ami azt illeti a srácnak erős hátszele lehet, mert a származása ellenére máris Xeonnak hívják: ő a Sossaman kódnevű alacsony fogyasztású (31W) két magos Xeon processzor.

Ez a processzor az első tagja a Pentium M vonalból származó szerverprocesszoroknak, amely a Core Duóhoz hasonlóan már kétmagos, de nem tudja sem az AMD 64 bites kiegészítését (EM64T), sem a Xeonokban és Pentium 4-esekben régóta elérhető Hyperthreading technológiát.

A nálunk járt gépben két darab Sossaman processzor volt, amelyek 2 GHz-es órajelen üzemeltek. A gépben 2 GB memória volt, két Ethernet csatlakozó, két merevlemezhely és kétszer két processzormag. Mielőtt valaki kettőslátásra gyanakodna, elárulom, hogy merevlemezből csak egyet használtunk, amely ráadásul csak egy 80 GB-os, 7k2 RPM-es SATA példány volt.

Az egyenlet másik oldalát a már jól ismert, sok helyen látott Sun T2000-es adta, amely 8 magos 1 GHz-es processzorával a gyártó szerint ekvivalens egy 8 GHz-es processzorral (értelemszerűen azonos architektúrában).

Notebookból kinevelt szerverkénket rátettük az ízig-vérig szerver T2000-re (ennek a konfigurációját lásd az első epizódban) -hadd tanulja az illemet-, de legnagyobb meglepetésünkre a kis pofátlan ahelyett, hogy szerényen meghúzta volna magát, utolsó vérig küzdött.

Lássuk hogyan:

Első képünkön ismét egy sysbenches mérés látható, amely 1 MB-os blokkméretekkel próbált memóriasávszélességet mérni.
A két gépen két azonos operációs rendszert, a Linuxot (2.6.17-es rc kernel mindkét esetben) és a Solaris 10-et próbáltam. Az egyetlen eltérés az volt, hogy a Sossaman processzoron 32 bites, míg a T1-esen 64 bites módban futhatott a kernel, azonban az alkalmazások egy része (pld. a sysbench) mindkét esetben 32 bites volt.

A görbéken jól látszik, hogy a Sun T2000-esen a teljes memóriasávszélesség eléréséhez az alkalmazásnak 32 szálon kell memóriaműveleteket végeznie, ez alatt egy igen jól (egy ideig lineárisan) skálázódó, de a lehetségesnél jóval alacsonyabb sávszélességet sikerült csak mérni. A T2000-esen futtatott Linux és Solaris között nagy különbség nincs, a magas (32 felett) párhuzamosságnál a Solaris hangyányival jobb.

A két magos és két processzoros Sossaman rendszerünk már érdekesebb. Az ábra pontosan fordítottja a T2000-esének, egy szálon tudjuk elérni a maximális sávszélességet, amely utána folyamatosan csökken. Az ábrára felkerült egy kakukktojás is, a FreeBSD 7-es (fejlesztői) verziója, amely a következő quickbench részben még szerepet kap majd.

Összehasonlítva a T2000-est és a Sossamant elmondható, hogy a memóriasávszélesség tekintetében az Intel ismert nagy hátránya a buszos architektúra, amelynek forgalmazási jogáért állandóan versengenek az egyes processzormagok, így rontva le az összteljesítményt.

A nagy méretű blokkok után nézzük meg ugyanezt 1 kB-tal is:

Némileg kuszább az ábra, mint az előző, amely kis mértékben köszönhető annak is, hogy a FreeBSD 7 mellé felkerült a FreeBSD 6 is (amely még a phkmalloc nevű cuccot tartalmazza, a 7-esben nemrég megjelent jemalloc-kal szemben).
Az ábra meglehetősen érdekes, hiszen a Sossaman processzorunkon egyértelműen a Solarist mutatja győztesként (ha egyáltalán lehet győzni ebben a mesterséges tesztben), utána pedig a FreeBSD 7 vadonat új mallocja tündökölne, ha 8 thread után nem esne le a teljesítménye az amúgy legrosszabb Linux szintjére (Jason Evans, a jemalloc fejlesztője szerint ez az arénák számának növelésével korrigálható, sajnos ezen a gépen már nem volt alkalmam ezt kipróbálni).
A FreeBSD 6 phkmallocja ebben a tesztben az arany középutat választotta.

Érdekes, hogy a Linux szinte egyenes görbéje (egyenese) a Sossamanon egy szép, növekvő jelleget mutat, amely ugyan messze lemarad a T2000-től, de mindenképpen jobb, mint az x86-os verzió.

A múltkor tett megállapítás itt is érvényes: memóriabenchmarkok futtatására Solaris és T2000 az ajánlott megoldás. :)

Tovább a MySQL tesztre: három féle összeállítást próbáltam, amelynek minden esetben a MySQL 4.1-es verziója képezte az alapját. A sysbench ismét egy külső gépen futott, hogy ne befolyásolja a teszteredményeket.

Az első teszt a szokásos 1 millió soros HEAP tábla:

Látható, hogy a Linux és a Solaris fej-fej mellett teljesítenek ebben a tesztben mindkét platformon (a T2000-esen való csúnya törést 64 thread után tudjuk be kezdeti problémának).

Az igazi meglepetést az Intel Sossamanja jelenti, amely annak ellenére, hogy végtére is notebookokba tervezték, az akkumulátoros üzemidő maximalizálását előtérbe helyezve, egészen 16 threadig egyértelműen veri a T1-es processzort, annak ellenére, hogy (amit láthattuk) jóval kisebb memórisávszélesség és nem mellesleg energia (Sun T1: kb. 72W, Sossaman: 31W, itt értelemszerűen szorozva kettővel) áll rendelkezésére.

Aki nézzük, hogy mi a helyzet, ha InnoDB táblákon próbálkozunk:

Itt látszik igazán, hogy a T1-es lassabb magjai kevésbé jelentenek jót alacsony kihasználtság mellett: a Sossaman egyes esetekben akár háromszor is gyorsabb tud lenni azonos kliensszám mellett, de még a négyszer több klienssel (így több magot kihasználni képes) hajtott T2000 is éppen csak azt a teljesítményt tudja leadni, mint a Sossaman két klienssel.
A T2000 ebben a tesztben egyetlen ponton -32 threadnél- tudta csak megközelíteni az inteles gépet, a kettő közti szakadék azonban így is meglehetősen nagy.

A következő -és egyben utolsó- ábra ugyancsak InnoDB adatbázismotorral készült, azonban a tranzakcionális jellegű tesztben írási műveletek is szerepeltek. A teszt a két gép közti meglehetősen nagy eltérés (Sossaman: egy darab desktop SATA merevlemez, T2000: két darab 10kRPM-es SAS szerverdiszk) miatt kevésbé mérvadó.

Mindezek ellenére a Sossaman az árva SATA merevlemezével így is nagyon jól teljesített, amely többek közt köszönhető a kis méretű táblának is. Az előző ábrán látható Solaris fölény itt erősen a visszájára fordult a Sossamanon, amelynek oka a nem megfelelő operációs rendszer és MySQL tuning (pufferek, sync metódus, stb). Annak ellenére azonban, hogy mind a Linux, mind a Solaris (és a MySQL is) ugyanazokkal a beállításokkal futott a PC-n és a T2000-esen is (az egyetlen eltérés a MySQL párhuzamosságot szabályozó paramétereinek növelése volt a T2000-esen, elmondható, hogy a Solaris megfelelő beállításokkal hangyányival jobbnak tűnik a MySQL esetében a Linuxnál, illetve a Sossaman entry level szerver a T2000-nél.

A fentiek ismeretében elmondható, hogy az Intel várakozásai az energiaéhes, lassú és drogos (gyk: állandóan pörög :) netburstös Xeon utódjaként bedobott Pentium M derivánssal jogosan kedvezőek. Bár a processzorból egyelőre hiányoznak azok a képességek, amelyek a Xeont még-még elviselhetővé tették az Opteronnal szemben (64 bit, HTT), de ezeket a hiányosságokat hamarosan pótolják és onnantól kezdve már csak az órajel ismételt egekbe emelése van hátra, hogy az újabb és újabb Opteronokat utolérjék, vagy éppen legyőzzék.

Az AMD jobb, ha felköti az alsóneműt, ha nem akar lemaradni.