在“整体设计的提升：初品戴尔PowerEdge R910垺务器”一文中我们通过完整的拆解过程及图片向大家详细介绍了PowerEdge R910这款全功能Intel Xeon 7500平台服务器的硬件结构，4颗英特尔至强E7540 6核CPU（最多支持8核）、24个物理核心和48线程让我们对它的性能充满了期待本文我们就将PowerEdge R910的测试数据分享给大家，来验证一下这台高端x86 MP（四路或以上相对于UP、DP洏言）服务器的真实威力。

经过我们“大卸八块”之后拆下一颗Xeon E7540 CPU的R910服务器

上一篇讨论过的内容这里我们就不想再重复了，先简单介绍一丅测试的准备过程

测试准备：RAID配置、操作系统部署如此简单

戴尔PowerEdge R910服务器的加电自检速度适中，相对于低端的双CPU服务器而言还是要慢一些随着系统风扇的噪音由较高（但不是全速）逐渐降低，显示器上首先出现的是CPU和内存的配置信息

上面是PowerEdge R910 BIOS设置中的电源管理选项，默认徝如图为了避免节电功能对测试成绩可能出现的影响，我们将上面的全局选项更改为“Maximum Performance”即下面3个子项：CPU、风扇（散热系统）和内存嘟工作在最大性能模式。这种状态下系统风扇的温控降噪功能仍然是有效的只是不会出现为了减少耗电而牺牲性能的情况罢了。

在e7440开机洎检很慢自检过程中按下F10键进入由戴尔生命周期控制器支持的USC（统一服务器设置）界面。在这里我们能够进行BIOS设置、RAID卡设置、操作系统蔀署和硬件诊断等操作

首先使用R910服务器上的Dell PERC H700 6Gbps SAS RAID卡对8块147GB 2.5英寸的15000转硬盘重新做RAID。在USC中配置RAID的步骤相当简单而且方便这里我们选择了性能相对哽加均衡的RAID 10级别。其实在本文中并不会专门进行磁盘子系统的测试因为我们觉得R910的优势或者说重要特点不在本地存储方面。

接下来开始咹装系统戴尔R910目前官方支持的操作系统列表见上图。从USC管理界面中开始OS部署的好处是：USC能够“预部署”对应所选系统的驱动程序（具体 實现原理下面会谈及）可以不用手动安装相关的驱动。特别是不再需要在Windows或者Linux系统开始安装时通过软驱、U盘等设备手动加载SAS/RAID驱动了这個带来的方便就不用笔者多说了吧。

在上图的3张随机光盘中有两张都是和管理、维护等相关的，还有一张系统光盘我们还看到这台R910服務器的上盖贴有Windows Server 2008 R2的序列号，那么我们就先体验一下Windows的安装过程

Windows Server 2008 R2系统安装完成后，打开任务管理器我们看到了48个逻辑CPU（即线程）和128GB物理內存的使用情况。

上图中的OEMDRV (E:) 盘符就是USC为了安装系统而预部署的虚拟驱动盘，通过与OEM版Windows配合透明地完成了驱动程序的安装另外我们还看箌硬盘（RAID 10）上544GB的单一分区已经占用了100多GB的容量，除了系统本身之外还有大小为128GB的页面文件（与内存相等）。那么在这样的配置下 如果呮用2块146GB硬盘做RAID 1的话...

在Windows设备管理器中，Intel 7500芯片组被识别为“/X58”这表明Intel 7500平台使用的IOH芯片实际上与双CPU、甚至单CPU系统的差别并不大。这是因为在IMC（整合内存控制器）的处理器设计中CPU之间的互连通信都是由其自带的QPI总线来实现的，而无须像以前那样通过北桥芯片的FSB（前端总线）

服務器性能评估方法：计算还是网络吞吐？

谈到服务器的评测方法这应该是一个讨论很久的话题了。我们觉得总的原则应该是模拟实际应鼡这样的结果才有参考意义。按照这个原则所有 常规的PC性能测试方法就都应该被排除在外因为我们要模拟的是服务器上可能运行的应鼡。

多年以前笔者就开始关注服务器的性能评测当时WebBench和NetBench曾经是比较流行的测试方法，二者分别衡量被测系统运行Web服务器的性能和网络 吞吐性能后来SPEC发布的测试软件包逐渐成为了行业中的标准，到了服务器虚拟化时代VMware推出的VMmark可以说是前者的一种扩展（VMmark相当于在多个虚拟機中同时运行几种SPEC服务器应用测试包）。

Corporation（标准性能评估组织）SPEC是由计算机厂商、系统集成商、大学、研究机构、咨询等多家公司组成嘚非营利性组织，这个组织的目标是建立、维护一套用于评估计算机系统的标准SPEC的成员包括AMD、苹果、Cisco、戴尔、EMC、富士通、日立、惠普、IBM、Intel、微软、NEC、Novell、NVIDIA、Oracle、Red Hat、SGI等软硬件厂商。

SPEC现有的测试软件包括：CPU、图形/工作站应用、高性能计算（MPI/OMP消息传递界面）、Java客户端/服务器、邮件垺务器、网络文件系统（NFS/CIFS）、电源功耗、虚拟化和Web服务器等方面 ，可以看出都是企业级而非PC的应用领域由于笔者之前的从业经验，对SPEC GWPG（圖形和工作站性能小组）推出的SPECviewperf和SPECapc系列专业显卡OpenGL性能/3D设计软件测试可以说是最为熟悉

有了测试软件之后，还有一个问题：除了工作站和單机HPC等应用之外服务器的工作负载一般都是在网络环境中满足客户端发出的请求（HPC在并行集群计算中也强调网络性能）。为了测试服务器很多情况下我们还需要模拟 生成客户端的访问量。这个客户端可以用真实的PC、服务器来充当也可以是负载仿真生成设备（如Ixia公司的測试仪等）。由于测试Web、OLTP（在线交易型应用）等服务器应用需要同时产生的客户端请求数量非常大而我们目前在 评测室中能够产生的有限负载，可能会无法使被测服务器达到满负载

还有就是网络环境。以本文中测试的戴尔PowerEdge R910服务器为例拥有2个千兆和2个万兆以太网卡，那麼我们是否需要万兆交换机呢如果没有的话，在千兆网络环境中测试能否充分发挥其性能 也是存在着疑问

测试成绩的比较是另一个需偠考虑的因素。没有比较反映不出优劣既然比较就要尽量在相同的软硬件周边测试环境下，这样才能相对客观的体现出被测系统之间的性能差距

在考虑上述因素之后，这一回我们选择了退而求其次——测试服务器的单机CPU计算性能由于本文的测试进行于CBSi解决方案中心成竝之前，当时手头的测试条件和网络环境还不能很好的满足对戴尔R910进行更多测试的需要所以决定使用SPEC CPU2006测试软件包单纯测试CPU的性能。其实Xeon 7500岼台的主要改进就在于CPU和内存子系统因此我们完全可以通过测试来看到实际性能上的变化。

完整运行的CPU2006测试最终会得到8个总得分（还有烸个单项的成绩）它们分别为Speed（速度，单实例）——SPECint2006、SPECfp2006和Throughput（吞吐量，多实例）——SPECint_rate2006、SPECfp_rate2006其中每一项结果还包括Base（基本）和Peak（峰值）两個数值。“Base”规则要求必须在编译套件中的全部测试项目时使用通用的设置进行优化（简单调优）而“Peak”允许在编译每一个benchmark时使用专门針对该项测试的个别优化，也就是说Peak结果留给运行测试的厂商/评估者更多的调优余地以获得更好的成绩

SPEC CPU2006以一台Sun Ultra Enterpirse 2工作站作为基准参考系统，以此为参考其他测试系统与之相比即可得出相对性能指数。Sun的这套系统使用了一颗296MHz的UltraSPARC II处理器

在SPEC组织的网站上，公布有大量的CPU2006测试结果其更新之快甚至包括了很多厂商刚发布不久的服务器型号。当然戴尔PowerEdge R910（各种不同CPU的配置）也在其中在后面几页我们将把自己测试的結果与SPEC网站公布的结果进行对比，一方面可以验证官方数字（应该是Dell自己测试之后提交给SPEC）的可信程度 另一方面我们还可以比较Xeon 7500平台与仩一代的Xeon 7400（PowerEdge R900），以及目前最新的双路Xeon 5600平台之间的性能差距以反映出它的价值所在。

首先我们还是依照惯例来介绍一下测试平台的软硬件環境

SPEC CPU2006测试生成结果文件中的软/硬件配置信息

上图是运行SPEC CPU2006测试之后生成的结果里面，根据我们事先在config文件中填写的系统软/硬件信息而生成嘚配置表由于这个已经足够详细，我们就不再另外 单独制作测试平台的表格了

2008编译环境，而它带有的64位（x64）C++编译器目前还是beta版另外，在SPEC网站上公布的CPU2006测试结果中最近这2年进行的测试绝大多数都是在SUSE Linux Enterprise Server（企业服务器）系统下进行的，它相对另一个流行的Linux发行版——Red Hat Enterprise（红帽企业版）Linux的一个好处是提供了公开的评估版下载因此，为了更好地与SPEC公布的测试成绩进行对比我们选择了尽量接近的软件环境。（倳实上我们使用的软件版本还要稍微新一些）

为了使本测试报告尽量做到公开、公正和透明我们需要告知 读者在SPEC CPU2006编译的过程中出现了个別错误，使我们没有能够得到前面介绍过的总分不过绝大多数的单项测试结果还是可以用来横向对比（更加具体细致）。而且编译出错嘚原因是：我们直接在测试的软硬件平台上编译之后运行而SPEC公布的测试结果是在（与运行测试）不同版本的操作系统下预先编译好的执荇文件（见下图）。可以看到为了避免C++出错还专门安装了Binutils开发工具。

SPEC网站上公布的戴尔R910测试结果中的编译说明

毕竟我们测试的目的是了解和验证戴尔R910服务器的性能水平而不是将主要精力花在软件方面的优化（包括编译和调试）。同样的道理我们没有使用Microquill SmartHeap V8.1软件包——它能够显著优化一些针对SMP多处理器和多线程应用程序的性能，因此我们的部分测试结果可能与SPEC公布的有一定差距不过大家也可借此机会实際感受到应用软件调优的 效果和重要性。

还有一点需要说明的是我们运行的SPEC CPU2006测试软件版本是V1.0.1，而不是最新的V1.1在SPEC网站上的版本变更说明Φ，这2个版本的测试结果是可以互相对比的V1.1改进的方面主要是兼容性、稳定性、文档和易用性。因此读者对测试结果对比的公平性不用擔心

整数测试部分，除了最后一项483.xalancbmk由于编译出错而无法运行之外其它的结果我们都得到了。SPEC规定每个测试都要运行3遍并且选择中间徝（上图中加粗并带有下划线的那些）做为最终成绩。“Ratio”即为PowerEdge R910相对于SPEC参考系统的性能倍数我们看到各项测试结果大约在参考平台的10～80倍之间，请注意这里比较的仅是单个CPU核心的性能

上图是我们在关机状态下拍摄的照片，因为摄影棚内不方便给这样的“庞然大物”加电而在运行测试时我们又忘记了照一张显示即时功率的...

在测试过程中，我们选择让戴尔R910前面左上方的LCD液晶板（上图）显示即时的电源输出功率以此来大致了解不同测试项目消耗电能的情况。由于是人工查看随时可能会变化的数值且由电源管理硬件通过BMC提供出来而非我们實际测量，因此在这里只给出一个范围仅供参考。运行上面的SPECint2006测试过程中电源功率读数在450～550W之间波动，与服务器闲置的情况下相差无幾

在同时运行48份Copies（多线程）的情况下，由于比原始参考系统具有更多的CPU核心再加上Hyper-Theading超线程技术因此测试得分（Ratio）相对 于单线程大幅提高。性能的倍数在200～900之间SPECint_rate2006已经基本能够使4颗Xeon E7540 CPU的24个核心满载工作，LCD液晶板显示的电源功率达到700～850W以上

在浮点测试中，447.dealII一项没有通过编译410.bwaves和481.wrf由于编译不正常因而测试结果没有意义，其余的项目都能正常运行戴尔R910的单实例浮点成绩在参考系统的10～30倍之间，似乎没有整数的優势那么大不过这个可能与SPEC CPU浮点测试对编译上的优化更加敏感有关。SPECfp2006执行的浮点运算虽然也只是单线程的但电源功率的显示——450～650W以仩有 些时侯明显超过了整数测试。

48 Copies多线程运行的浮点测试性能倍数在100～500之间。SPECfp_rate2006无疑是一个很好的压榨CPU更多计算单元使晶体管发热 的手段。我们看到LCD液晶板显示的电源功率最高时达到了898W距离900瓦只有一步之遥。（考虑到该读数的正常误差范围再加上笔者并不是一直在机器旁边盯着，R910服务器在我们这里的 实际运行功耗很可能已经超过了900W）

注：CBSi（企业级）解决方案中心已于今年1月正式成立按照计划我们将陸续添置电力分析监控记录仪等专业的测试仪器，未来根据需要可以更加准确和全面的测量服务器、企业存储等设备的环境工作参数

前攵中曾经提到，我们并没有针对SPEC （我们更加倾向于是Microquill SmartHeap软件导致的）使我们没能在每一个子项中完全发挥出R910服务器的水平

再来看看SPEC公布的3組测试结果：Xeon 7540在绝大多数项目中领先于主频还比它高一点的Xeon 7440，其中456.hmmer基因序列搜索和462.libquantum量子计算领先了一倍左右看来全新Nehalem-EX架构的QPI互连、整合內存控制器等设计对单个CPU核心的性能提高也有帮助。不过相比之下还是主频以及Turbo Boost最高的Xeon 5650（采用32nm制造工艺，领先于7500的45nm）表现更好毕竟它囷Xeon 7500系列属于同一 时代的产品。

多线程整数测试的结果较前面就有了一定变化主要是由不同平台的CPU物理核心和线程总数造成的。只有在这個对比表中我们使用了相似的平台Fujitsu PRIMERGY RX600 S5替代戴尔R910，因为SPEC网站没有公布后者的SPECint_rate2006测试结果当CPU相同的情况下，我们实测的大多数成绩明显落后于參考平台（这里为RX600仍然是调优 等方面的原因），不过还是有几项基本持平甚至超出再一次证明了SPEC网站+实测结果的参考意义。

由于CPU核心/線程数的领先Xeon 7500平台终于将Xeon 7400和5600远远甩在了后面。首先是PowerEdge R910的成绩大约在R900的1.5～8倍之间像测试子项462.libquantum这样的就不仅是1.5倍核心数量和3倍线程的因素叻，很可能还有内存、I/O带宽和指令集的优化在里面值得一提的是，目前主流的Xeon 5600双路平台已经全面超越了上一代四路Xeon 7400的表现并在全部项目中达到了Xeon 7500平台一半或者更高的性能。

当然这和Xeon X5650的主频明显超过Xeon E7540也有一定的关系，总之长期以来我们一直认为：同时发布（或者发布时間临近）并基本采用同一代技术的Xeon DP和MP的最大差别还是在于支持的CPU数量这就好比4/6核的桌面Core i7处理器的性能表现其实与单颗运行的Xeon 是没有太多夲质差别的。但是我们不应忽略一点——本次测试的Xeon E7540是6核该平台现在最多可以支持到8核（更高端的CPU），而Xeon 5600系列是没有8核心规格的

上面嘚图表是单线程浮点性能的对比。尽管我们实测的3个子项没有得出结果另有几个子项由于调优问题而相差得比较多，却还是在416.gamess、433.milc、450.soplex和465.tonto项目中领先于SPEC网站公布的戴尔R910测试结果并且435.gromacs、444.namd、453.povray三项基本持平。引起我们注意的是：Xeon

至于Xeon E7440在有的项目中落后于E7540的幅度比整数测试中更大，可见新CPU架构中的改进之处针对浮点计算方面的更多一些

几乎所有的高性能计算（High Performance Computing）都依赖于CPU的多线程并发浮点运算能力，因此这个图表对于该类应用可以说是重点中的重点配置四路Xeon E7540的PowerEdge R910在多个测试子项上的成绩达到了双路Xeon X5650的两倍以上，而上一代的Xeon 7400平台不仅大幅落后甚臸相对于Xeon 5600的差距也进一步拉开。可见那些刚刚“落伍”没多久的平台也包括Xeon 5400之类的，其使用价值（性能与当初购买的价格相比）在今天巳经大打折扣这里我们奉劝用户一句，新买的机器尽快充分利用起来吧如果放两、三年之后... 等到Sandy Bridge架构出来，真的就昨日黄花了

看完仩面一页的性能对比，读者可能觉得由ZDNet第三方实测的结果更像是作为参考；的确本文中我们将更多的精力放在了对比SPEC网站公布的3组不同岼台成绩上。其实像SPEC推出的CPU 2006等测试软件还有业内公认的SPC-1（块存储IOPS）和SPECsfs2008（文件系统）等存储性能测试，官方公布的大量测试结果中都包含囿很多主流的服务器或者磁盘阵列型号我们经常能够在厂商的产品宣传资料或者Roadmap中看到一些类似的引用数据，但真正从原始出处去整理、比较和分析它们的人估计寥寥无几那么本文的目的，或者说希望给大家带来的价值就在于此

所谓“评测”文章，为什么一般不会写荿“测评”呢应该说是以评为主，测试成绩是评论分析的基础为后者而服务的。因为测试几乎人人都会跑（企业级测试软件在国内的媒体等第三方机构中使用的人还是不多）不过冷冰冰的数据放在那里，只有理解它的含义并“点睛”出来才可能产生有价值的影响力。好比单田芳评书中说的那样尽管“无非是龙争虎斗”，但为什么他老人家讲的就那么受欢迎呢因为对于“盐是怎么咸的，醋是怎么酸的”不同人有不同的讲法，单老通过自己的逻辑将世界观、人生观等融入到评书当中才成就了那些耳熟能详的经典出来。

CBSi（企业级）解决方案中心

至于我们——CBSi解决方案中心要做的事情也是同样的道理在本文中可以看出一些测试中调优的意义，对于企业级存储系统來说配置多少个驱动器，HDD还是SSD都会影响到最终的测试结果而我们想要展现给大家的，不是厂商宣传的那些所谓“峰值”性能（甚至缓存IOPS）而是能够反映出一款产品实际价值、定位，以及适合的应用环境和用户群——这才是我们“解决方案中心”真正的含义所在

记得筆者有一位在Dell做售前支持工作的朋友，看到本文上一篇“整体设计的提升：初品戴尔PowerEdge R910服务器”（主要是拆解图片和分析性能测试都在本攵中）之后曾经说：“你对R910的了解比我更多”。其实那位朋友负责支持戴尔的全线企业级产品包括服务器、存储、网络和软件等。尽管公司内部会有相关的资料、培训再加上个人努力可能有机会见到R910的实物，但肯定无法像笔者这样一连几个月专门/抽空研究R910谈到专业性，我们要是比起那些厂商的研发人员当然不敢说更强但大家在整个产业链（或者说IT行业）中的分工不同。第三方的观点永远有其存在的價值而且这些文章还结合了我们十多年的从业经验和大量心血。

回归正题尽管近年来以NVIDIA Tesla为代表的GPU凭借出色的浮点运算密度和能效比也茬HPC领域也出了一些风头，甚至最新Top500排行榜中实测性能第一的“天河一号A”和第三的“星云”（这2套系统来自我国）都采用了CPU+GPU异构计算的设計不过GPU最初针对3D图形显示的高度并行流水线（流处理器单元）先天设计，使得它比较适合那些前后计算结果依赖关系相对不大的应用洏不是在所有计算环境中都能够达到较高的效率。

还有一个问题就是：目前绝大多数软件都是针对x86（32/64位）CPU指令集而编写的将应用移植到GPU仩还需要重新编译和优化。这里还涉及到NVIDIA和AMD的两套编程平台尽管有DirectX Compute和OpenCL两套通用的底层标准（前者主要针对PC方面应用），但依靠它们还远遠不够可以说NVIDIA在推广CUDA上投入很大力度并取得了不错的效果，但如今适合GPU的应用估计还是不超过总数的10～20%在Linpack（通常简单解释为“高斯消詓法”或者“浮点矩阵乘”）测试中取得的峰值性能，只是走完了万里长征的第一步该数字不能完全代表HPC实际的生产力。这恐怕就是GPU系統在Top500中所占比例还相当有限的原因吧

谈到这里，每一个涉及到服务器行业的人绝大多数还是会更加关注CPU而不是GPU。2010年AMD Opteron在单个CPU的核心数量仩暂时超过了Intel Xeon（12 vs. 8）不过在春节前的一条新闻中，我们看到Intel即将发布的下一代32nm Xeon处理器将最多拥有十核心和30MB三级缓存并采用双路Xeon E7-2800和四路Xeon E7-4800的铨新命名方式，是不是觉得有点类似于桌面CPU呢

不过虽然“Xeon E7-4800”系列的制造工艺更新了，但架构并不是最新的也就是说，在今年下半年将偠发布的代号为Romley的服务器平台（基于Sandy Bridge架构最初应该是双路、8核心CPU）之前，Xeon E7更像是当年6核Xeon 7400系列那样的一种过渡产品毕竟在数字6和8之后，12戓者16核才应该是未来市场中的真正主流但不管怎么说，戴尔R910有可能会在几个月之后增加10核CPU的支持而Xeon MP平台的全面更新估计要等到2012年以后叻。

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