Jõudlustest

Allikas: Vikipeedia

Jõudlustest (inglise Benchmark) on arvutitehnikas protseduur riistvara või tarkvara jõudluse hindamiseks. Jõudlustestiks nimetatakse nii mõõtmise läbiviimiseks kasutatavat programmi kui ka mõõtmise protsessi ennast. Riistvara puhul mõõdetakse tavaliselt sooritatud operatsioonide arvu ajaühikus, näiteks protsessori puhul ujukomaoperatsioonide arv sekundis (FLOPS) või mälu puhul loetud või kirjutatud andmete hulk sekundis. Riistvaraga läbiviidud jõudlustestid kasutavad ülesannete täitmise kiiruse arvutamiseks tegelikke väärtusi andes paremat tagasisidet kui prognoositud tulemused seadme tehnilistest näitajatest. Sellised tulemused aitavad inseneridel paremini aru saada, kuidas riistavara toimib reaalses maailmas ja kui hästi suudetakse täita erinevaid ülesanded antud parameetritega.

Jõudlusteste viiakse sageli läbi, et analüüsida seadme teatud komponentide maksimaalset suutlikkust. See aitab arendajatel paremini arusaada võimalikkest süsteemi tekkivatest pudelikaeladest, kas need on põhjustatud tarkvarast või riistavarast. Kasutades jõudlusteste enne ja pärast seadme muutmist aitab kasutajal paremini aru saada, kuidas need muutused on mõjutanud seadme kiirust.

Eesmärgid[muuda | muuda lähteteksti]

Arvuti arhitektuuri arenedes muutus erinevate seadmete võrdlemine, lihtsalt nende tehniliste näitajaid vaadates, järjest keerulisemaks. Suurenes vajadus testide järele, mis lubaksid erinevate arhitektuuride omavahelist võrdlemist. Võrreldes kaht samal taktsagedusel töötavat protsessorit ei pruugi need olla sama jõudlusega, kuna tegelik jõudlus sõltub paljudest asjaoludest, näiteks tuumade arv, vahemälu suurus, lõimede arv.[1]

Teine põhjus, milleks jõudlusteste tehakse on komponentide mitmekülgne koormamine. Kuigi see on rohkem koormustestide kategooria on jõudlustestid head esmased testimisvahendid veendumaks, et seade töötab korralikult. Näiteks juhul kui personaalarvuti mälu on vigane või graafikakaardi draiverid ei ole päris stabiilsed, tuleb see tõenäoliselt jõudlustesti sooritades välja

Erinevad tüübid[muuda | muuda lähteteksti]

Jõudlustestid võib jagada kaheks: sünteetilised ja rakendustestid. Kohati leidub ka nende kahe hübriide, mis võtavad oma lõpptulemuses arvesse mõlema liigi tulemusi. Jõudlustesti fundamentaalne osa on tulemuste võrreldavus, tähendades, et kahte eraldi seisvat jõudlustesti peab olema võimalik omavahel tähendusrikkalt kõrvutama. Jooksutades sama testi identsel konfiguratsioonil erinevatel ajahetkedel peaks see andma samasuguse (või selle lähedase) tulemuse. Ideaalselt, peaksid jõudlustesti tulemused olema võrreldavad mitte ainult sama seadme puhul vaid samasuguseid tulemusi peaksid saavutama ka teised ligilähedased seadmed, mis kasutavad teistsugust arhitektuuri, operatsioonisüsteemi või riistvara. [2]

Sünteetilised testid, teostavad mingeid kindlaid, lihtsalt mõõdetavaid arvutusi, kuid mida reaalses kasutuses praktiliselt ei esine. Testid on disainitud kergesti korratavateks üksikutel komponentidel, minimeerides ohtu, et lõpptulemust mõjutab süsteemis olev pudelikael. See muudab üksikute komponentide omavahelise võrdlemise kergeks, kuid see ei tähenda, et üksiku komponendi kõrge tulemusi kajastub tavakasutuses. [3]

Rakendustestid imiteerivad reaalsete rakenduste käitumist, olgu selleks siis kontoritarkvara, 3D-mängud või pildi- ja videotöötlus. Need proovivad modelleerida, seda, kuidas kasutaja oma süsteemis tavaliselt tegutseb. Test möödab terve süsteemi käitumist mingi töökoormuse all ning mõõdab kui kiiresti ülesanne täidetakse. Lõpptulemus kalkuleeritakse võttes arvesse igat testitud lüli ning see aitab hinnata süsteemi kui tervikut, kuid see ei anna teavet üksikute komponentide soorituse kohta. Tuleb nentida, et sellise lähenemise suurim probleem on testi loojate definitsioon kasutaja tüüpilisest töökoormusest. [3]

Probleemid[muuda | muuda lähteteksti]

Kahjuks on paljud tootjad on aastate jooksul oma tooteid modifitseerinud, et need annaks koormustestide ajal ebarealistlikult kõrgeid tulemusi, mis igapäevase kasutamise korral ei kajastu. Näiteks on mitmed nutiseadmete tootjad muutnud oma telefone ja tahvelarvuteid, et need tunneks ära enam levinud jõudlustestid ning tõstaksid teatud komponentide taktsagedust ja maksimaalset temperatuuritaluvust, et testi läbiviimise ajal saada võimalikult kõrget tulemust võrreldes oma konkurentidega. [4]

Lõppkasutaja peaks hoiduma otsustamiset põhinedes ainult ühe testi tulemustele, sest pole olemas universiaalset näitajat. Kuna jõudlusteste on palju on iga tootja suuteline leidma sellise, mis näitab firma tooteid paremas valguses kui tema konkurentide. Kõige objektiivsema tulemuse saamiseks tuleb leida test, mis koormab süsteemi samasuguselt või ligilähedaselt tavakasutusele. Liigselt koormates võivad komponendid oma jõudlust vähendada, et kaitsta ennast ülekuumenemise eest ning liiga madala koormuse puhul ei pruugi tulemus esindada süsteemi käitumist normaalkoormuse all. [3]

Tüüpilised testid[muuda | muuda lähteteksti]

Protsessor[muuda | muuda lähteteksti]

  • Matemaatilised testid arvudega: Kasutatakse enamike tööriistade poolt mõõtmaks protsessori võimet sooritada mitmeid jadamisi esitatud algelisi tehteid nagu liitmine, lahutamine, korrutamine ja jagamine suvaliselt genereeritud 32- ja 64-bitiliste arvudega. Ujukomaarve ja täisarv testitakse protsessoris eraldi ning saadud tulemusi esitatakse sageli millisekundites, seega väiksem number näitab paremat tulemust. [5]
  • Kokkupakkimistestid: Need testid mõõdavad protsessori võimekust pakkida kokku suuri andmeplokke ilma, et protseduuri käigus infot kaduma läheks. Pakkimise ajal kasutatakse keerukaid andmestruktuure ning keerulisi andmemanipulatsiooni võtteid, mis on väga levinud igapäevastes tarkvararakendustes, alates andmete varundamisest, lõpetades e-mailiga. Tulemused kuvatakse tavaliselt ühikus kilobait sekundis(KB/s). [5]
  • Testid üksiku tuumaga: Kasutatakse ainult ühte protsessori tuuma ja hinnatakse selle toimetulekut erinevates testides. Kahjuks ei oska paljud programmid isegi praegu efektiivselt kasutada protsessori mitmetuumalisust ning üksiku tuuma hea jõudlus on sageli hädavajalik. [5]

Graafikakaart[muuda | muuda lähteteksti]

  • 2D graafika: Kahemõõtmelised graafika testid keskenduvad ekraanile joonistamisele, elementide liigutamisele ja fontide, kasutajaliidese skaleerimisele. Tulemused esitatakse kasutades kaadrisagedust, mis tähendab kuvatavate kaadrite arv sekundis. Mida kõrgem tulemus, seda sujuvama tundub ekraanil olevate objektide liikumine. [6]
    Geeks3D FurMark GPU koormustest
  • 3D graafika: Väga tähtis test videomängude ja digitaalse meediaga tegelevate süsteemidele. Testid hõlmavad mitmete, erinevate keerukusega 3D objektide renderdamist ekraanile. Muudetakse kuvatava stseeni detailsust, varje, valgustus ja testitakse erinevaid API’isid nagu DirectX ja OpenGL. Nagu 2D graafika puhul esitatakse tulemused sageli kasutades kaadrisagedust. [7]

Andmekandja[muuda | muuda lähteteksti]

  • Järjestikused testid: Andmekandjatega sooritatavada testid keskenduvad sageli järjestik lugemis- ja kirjutamistestidele. Järjestik viitab failile, mis pole salvestatud mitme fragmendina vaid on ühe suure tükina, näiteks suur fail salvestatud mitte-fragmenteeritud kõvakettale. Tulemused kuvatakse tavaliselt megabaite sekundis(MB/s). [8]
  • Juhuslikud testid: Need testid näitavad, kuidas andmekandja käitub kui sel on vaja ligipääsu paljudele andmetele, mis asetsevad ketta peal suvalistes asukohtades. Juhulikud lugemis- ja kirjutamiskiirused on andmete ebatõhusa paiknemise tõttu oluliselt aeglasemad kui järjestikused lugemis- ja kirjutamisoperatsioonid. [8]

Levinud jõudlustestid[muuda | muuda lähteteksti]

Super PI[muuda | muuda lähteteksti]

Super Pi Mod kalkuleerimas Pi väärtust miljoni komakohani.

Super PI on sünteetiline ühe lõimeline jõudlustest protsessorile, mis arvutab pii’d kasutaja poolt määratud komakohtadeni, lubades kuni 32 miljonit komakohta. See kasutab arvutusmahukat Gauss-Legendre algoritmi ja on vabavaraline programm, mis tähendab, et igaüks võib seda allalaadida, kasutada, levitada ja jagada ilma autori heakskiiduta. [9]

Geekbench[muuda | muuda lähteteksti]

Geekbench kasutab mitmeid erinevaid teste, töökoormusi, et mõõta süsteemi protsessori jõudlust. Kõik sooritatavad testid on jaotatud kolme suurde alamkategooriasse. Täpse nimekirja sooritatavatest testidest koos seletustega leiab siit.

3DMark[muuda | muuda lähteteksti]

3DMark on maailma populaarseim test graafilise jõudluse hindamiseks ning seda kasutavad miljonid inimesed ümber maailma. 3DMark skoor moodustatakse graafika, füüsika ja kombineeritud stseeni tulemustest kasutades harmoonilist keskmist. Seda toetab internetis olev andmebaas, mis sisaldab üle 35 miljoni 3DMark tulemuse, millele lisandub pidevalt uusi. See hiiglaslik andmehulk annab kasutajale võimaluse enda tulemusi võrrelda sarnaste riistvara konfiguratsioonidega. Programmi kasutavad ka paljud meedia väljaanded erinevate graafikakaartide testimiseks andes hea võrdluspunkti, kui kasutaja soovib oma süsteemi uuendada.

CrystalDiskMark[muuda | muuda lähteteksti]

Kergesti kasutatav CrystalDiskMark on mitmekülgne vabavaraline tarkvara, mis lubab testida kõvaketta, SSD või muu andmekandja töökiirusi. Programm lubab valida kuitahes mitu andmekandjat ja mõõta nende lugemis- ja kirjutamiskiirusi. Oma testides kasutab CrystalDiskMark nii järjestik lugemis- ja kirjutamisteste kui ka juhulikke lugemis- ja kirjutamisteste, kasutades kasutaja poolt seatud sätteid. Mõõtmistulemused kuvatakse ekraanile MB/s ja IOPS’ides.[10]

Vaata ka[muuda | muuda lähteteksti]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. Chris Hoffman. "Why You Can’t Use CPU Clock Speed to Compare Computer Performance" 16.12.2013. Kasutatud 30.04.2016. (inglise keeles)
  2. Stefan Bouckaert, Jono Vanhie-Van Gerwen, Ingrid Moerman. [https://www.ict-fire.eu/wp-content/uploads/Whitepaperonbenchmarking_V2.pdf "Benchmarking computers and computer networks"] (PDF) Kasutatud 01.05.2016. (inglise keeles)
  3. 3,0 3,1 3,2 Techquickie. "Benchmarks as Fast As Possible" 16.11.2014. (video) Kasutatud 30.04.2015. (inglise keeles)
  4. Anand Lal Shimpi, Brian Klug. "They're (Almost) All Dirty: The State of Cheating in Android Benchmarks" 02.10.2013. Kasutatud 30.04.2016. (inglise keeles)
  5. 5,0 5,1 5,2 "CPU Test Information" Kasutatud 01.05.2016. (inglise keeles)
  6. Andy Betts. "PC Benchmark Tests: What Are They, And Do They Actually Matter?" 30.03.2015. Kasutatud 01.05.2016. (inglise keeles)
  7. "Whitepaper" Kasutatud 30.04.2016. (inglise keeles)
  8. 8,0 8,1 "Understanding I/O: Random vs Sequential" 30.05.2013. Kasutatud 01.05.2016. (inglise keeles)
  9. "About Super PI" Kasutatud 30.04.2016. (inglise keeles)
  10. "CrystalDiskMark" 17.12.2015. Kasutatud 30.12.2016. (inglise keeles)