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Raspberry Pi4でベンチマークをやってみました

お馴染のUNIXbenchで性能測定


 Raspberry Pi4の性能はどれほど上がったのか、お馴染のUNIXbenchを使って性能測定してみました。高負荷をかけても動作が不安定にならないかか(ACアダプタの電力供給は足りているか)、どのくらい熱を発するかを確認します。ヒートシンク型ケースの性能は如何に?

$ git clone https://github.com/kdlucas/byte-unixbench
Cloning into 'byte-unixbench'...
remote: Enumerating objects: 204, done.
remote: Total 204 (delta 0), reused 0 (delta 0), pack-reused 204
Receiving objects: 100% (204/204), 200.76 KiB | 399.00 KiB/s, done.
Resolving deltas: 100% (105/105), done.
$ cd byte-unixbench/UnixBench
$ ./Run

   #    #  #    #  #  #    #          #####   ######  #    #   ####   #    #
   #    #  ##   #  #   #  #           #    #  #       ##   #  #    #  #    #
   #    #  # #  #  #    ##            #####   #####   # #  #  #       ######
   #    #  #  # #  #    ##            #    #  #       #  # #  #       #    #
   #    #  #   ##  #   #  #           #    #  #       #   ##  #    #  #    #
    ####   #    #  #  #    #          #####   ######  #    #   ####   #    #

   Version 5.1.3                      Based on the Byte Magazine Unix Benchmark

   Multi-CPU version                  Version 5 revisions by Ian Smith,
                                      Sunnyvale, CA, USA
   January 13, 2011                   johantheghost at yahoo period com

------------------------------------------------------------------------------
   Use directories for:
      * File I/O tests (named fs***) = /home/hoge/byte-unixbench/UnixBench/tmp
      * Results                      = /home/hoge/byte-unixbench/UnixBench/results
------------------------------------------------------------------------------

========================================================================
   BYTE UNIX Benchmarks (Version 5.1.3)

   System: RaspberryPi4: GNU/Linux
   OS: GNU/Linux -- 4.19.86-v7l+ -- #1283 SMP Fri Nov 29 18:37:40 GMT 2019
   Machine: armv7l (unknown)
   Language: en_US.utf8 (charmap="UTF-8", collate="UTF-8")
   CPU 0: ARMv7 Processor rev 3 (v7l) (0.0 bogomips)

   CPU 1: ARMv7 Processor rev 3 (v7l) (0.0 bogomips)

   CPU 2: ARMv7 Processor rev 3 (v7l) (0.0 bogomips)

   CPU 3: ARMv7 Processor rev 3 (v7l) (0.0 bogomips)

   17:53:28 up 9 min,  1 user,  load average: 0.18, 0.06, 0.01; runlevel 2019-12-07

------------------------------------------------------------------------
Benchmark Run: 月 12月 09 2019 19:10:31 - 19:38:30
4 CPUs in system; running 1 parallel copy of tests

Dhrystone 2 using register variables       10202025.4 lps   (10.0 s, 7 samples)
Double-Precision Whetstone                     2386.6 MWIPS (9.6 s, 7 samples)
Execl Throughput                                912.4 lps   (30.0 s, 2 samples)
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks        115143.6 KBps  (30.0 s, 2 samples)
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks           31939.9 KBps  (30.0 s, 2 samples)
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks        323923.0 KBps  (30.0 s, 2 samples)
Pipe Throughput                              160012.4 lps   (10.0 s, 7 samples)
Pipe-based Context Switching                  49227.4 lps   (10.0 s, 7 samples)
Process Creation                               1900.1 lps   (30.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (1 concurrent)                   2412.1 lpm   (60.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (8 concurrent)                    738.3 lpm   (60.1 s, 2 samples)
System Call Overhead                         494776.9 lps   (10.0 s, 7 samples)

System Benchmarks Index Values               BASELINE       RESULT    INDEX
Dhrystone 2 using register variables         116700.0   10202025.4    874.2
Double-Precision Whetstone                       55.0       2386.6    433.9
Execl Throughput                                 43.0        912.4    212.2
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks          3960.0     115143.6    290.8
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks            1655.0      31939.9    193.0
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks          5800.0     323923.0    558.5
Pipe Throughput                               12440.0     160012.4    128.6
Pipe-based Context Switching                   4000.0      49227.4    123.1
Process Creation                                126.0       1900.1    150.8
Shell Scripts (1 concurrent)                     42.4       2412.1    568.9
Shell Scripts (8 concurrent)                      6.0        738.3   1230.4
System Call Overhead                          15000.0     494776.9    329.9
                                                                   ========
System Benchmarks Index Score                                         325.0

------------------------------------------------------------------------
Benchmark Run: 月 12月 09 2019 19:38:30 - 20:06:28
4 CPUs in system; running 4 parallel copies of tests

Dhrystone 2 using register variables       38897437.5 lps   (10.0 s, 7 samples)
Double-Precision Whetstone                     9526.2 MWIPS (9.6 s, 7 samples)
Execl Throughput                               2729.1 lps   (29.9 s, 2 samples)
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks        224326.2 KBps  (30.0 s, 2 samples)
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks           60228.0 KBps  (30.0 s, 2 samples)
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks        641694.9 KBps  (30.0 s, 2 samples)
Pipe Throughput                              619897.8 lps   (10.0 s, 7 samples)
Pipe-based Context Switching                 190893.8 lps   (10.0 s, 7 samples)
Process Creation                               4734.5 lps   (30.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (1 concurrent)                   5823.6 lpm   (60.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (8 concurrent)                    798.8 lpm   (60.2 s, 2 samples)
System Call Overhead                        1870138.7 lps   (10.0 s, 7 samples)

System Benchmarks Index Values               BASELINE       RESULT    INDEX
Dhrystone 2 using register variables         116700.0   38897437.5   3333.1
Double-Precision Whetstone                       55.0       9526.2   1732.0
Execl Throughput                                 43.0       2729.1    634.7
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks          3960.0     224326.2    566.5
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks            1655.0      60228.0    363.9
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks          5800.0     641694.9   1106.4
Pipe Throughput                               12440.0     619897.8    498.3
Pipe-based Context Switching                   4000.0     190893.8    477.2
Process Creation                                126.0       4734.5    375.8
Shell Scripts (1 concurrent)                     42.4       5823.6   1373.5
Shell Scripts (8 concurrent)                      6.0        798.8   1331.4
System Call Overhead                          15000.0    1870138.7   1246.8
                                                                   ========
System Benchmarks Index Score                                         862.8

 純粋なCPU演算性能は Raspberry Pi3の2倍以上ですが、I/O性能はMicroSDカードがネックになり以前と変わらず。そのため、トータルスコアでは1割ほどの上昇ってとこですね。
 またベンチマーク時のCPUクロックやCPU温度は以下。

グラフ上がCPUクロック、下がCPU温度で、赤い枠で囲んだ部分がベンチマーク実行中になります。負荷が小さい間は、CPUクロックを1GHz〜1.25GHzまで下げているようですね。ベンチマークが始まって負荷が高くなると1.5GHzまで上がっています。一度1.25GHzまで下がっていますが、シングルスレッドのFile I/OのようにCPUをあまり使わない時に下がったのかも。
 CPU温度の方は負荷が小さい間は38度付近。ベンチマークが始まると上昇して行きますが、60度には達することなく終了。CPUクロックダウンはCPUが高温になってサーマルスロットリングが起きたというわけではなさそうです。ヒートシンク型ケースを触ってみましたが、CPUが60度ないので、まだ平気で触っていられる温度でした。ホッカイロくらいの暖かさかな。ACアダプタや百均で買ったUSB-Cケーブルも大丈夫でした。

 ヒートシンク型ケースの放熱性能はそこそこ高いようで、ファンなし自然空冷でも最大負荷が連続1時間程度なら充分耐えられそうです。あとは、負荷をかけ続けた場合に60度付近で平衡するか?ってところが気掛かりですので、今stressテストを試しています。結果はまた後日に。


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