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01 公平竞技的基础 - Benchmark ​

什么是 BenchMark ​

  • 中文译为基准测试
  • 是一个以相对客观的方式衡量计算机硬件或软件性能的基准工具
  • 用于比较不同计算机硬件或软件在相同或不同条件下的性能表现
  • 鲁大师和安兔兔等跑分软件可以认为是 BenchMark

BenchMark 与评价维度 ​

同一个硬件/软件有不同维度的评价体系：(例：压缩算法)

  • 压缩率：压缩后数据量与原始数据量比例；
  • 压缩速度：对原始数据进行压缩的耗时；
  • 解压缩时间：对压缩后数据进行恢复的耗时；
  • 压缩资源占用：压缩过程中占用的 CPU 和内存资源；
  • 适用场景：是否适用于文本、图像、视频等不同场景；
  • 平台兼容性：能否在不同的平台，硬件设备上；

生活中的 BenchMark ​

例：在不同城市的小明/小刚都说自己跑步很厉害，谁更厉害呢？ => BenchMark 需求

  • 在各自城市找一条 400 米标准跑道，以及一个专业计时人员，约定 3000 米长跑时间为评价指标 => BenchMark 及评价维度确定
  • 挑一个晴朗的天气，换舒服的跑鞋 => 性能优化，允许
  • 抄近道，贿赂计时人员 => 篡改 BenchMark，不允许
  • 每次长跑耗时不同 => 性能测试的波动，一般取多次平均值

BenchMark 与性能体验 ​

  • BenchMark 测试分数高，一定意味着用户体验更优么？不一定
  • 考 95 分的学生不一定比考 92 分的学生更懂这门课的内容，但一般可认为比考 30 分的学生更懂
  • 跑分不等于体验，但跑分是体验的基础

常见 Linux Benchmark 工具 ​

CPU 性能测试工具 ​

  • sysbench: 一款广泛使用的多用途基准测试工具，可以测试 CPU、多线程计算性能、内存、磁盘 I/O 等。它支持不同的负载测试模式，例如 prime（质数计算）测试和线程测试。
  • stress: 一个用于生成 CPU、内存、I/O 和其他系统负载的工具，常用于压力测试和稳定性测试。
  • Geekbench: 提供跨平台的 CPU 和 GPU 性能测试，包含多种负载模拟实际使用情况。

内存性能测试工具 ​

  • memtester: 用于测试系统内存的工具，能够发现内存硬件的问题。它可以在运行时对物理内存进行检查，寻找错误。
  • RAMspeed: 一个内存带宽和延迟测试工具，可以测量读、写、复制和可加速（e.g. SIMD）操作的速度。

磁盘 I/O 性能测试工具 ​

  • hdparm: 主要用于测量硬盘的读取速度，适合测试存储设备的顺序读性能。
  • dd: 一个广泛使用的工具，可以复制和转换文件，同时也可以用于简单的磁盘 I/O 性能测试。例如，可以通过写入一个大文件来测试写入速度。
  • fio (Flexible I/O Tester): 一个灵活且功能强大的 I/O 性能测试工具，支持不同的 I/O 模式（顺序、随机）和访问模式（读、写、混合）。
  • ioping: 类似于网络中的 ping 工具，但用于测量存储设备的 I/O 延迟。

网络性能测试工具 ​

  • iperf: 用于测量网络带宽的工具，支持 TCP 和 UDP 协议。它可以用于测试不同主机之间的网络连接速度和质量。
  • netperf: 类似于 iperf，用于测试网络的吞吐量、延迟和其他性能指标。
  • ping: 测试网络延迟的基本工具，测量从发送一个数据包到接收回包的时间。

图形性能测试工具 ​

  • glmark2: 一个开源的 OpenGL 基准测试工具，可以用来测试 GPU 的 OpenGL 性能。
  • Unigine Heaven: 一款 3D 图形基准测试工具，提供高质量的 3D 渲染场景，用于测量 GPU 的渲染性能。

系统综合性能测试工具 ​

  • Phoronix Test Suite: 一个功能强大且灵活的开源基准测试平台，支持数百种不同的测试。可以测试 CPU、GPU、内存、磁盘和其他系统组件的性能。

其他工具 ​

  • LMbench: 提供一组简单而综合的基准测试，能够测试操作系统内核和硬件的性能，如上下文切换、管道和网络延迟等。
  • UnixBench: 一个经典的 Unix 系统基准测试工具，适用于比较不同 Unix/Linux 系统的性能。

常用一键脚本 ​