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在2014年9月初,戴尔推出了最新一代PowerEdge服务器,也是第十三代PowerEdge服务器。

来源:ZDNetCBSi企业方案解决中心频道 2014年12月10日

关键字:SPEC CPU2006 SPEC

【ZDNet企业解决方案中心】在2014年9月初,Intel推出基于最新一代主流双路处理器Haswell-EP的新一代服务器平台Grantley之后,各大服务器厂商也进行了跟进。作为著名的X86服务器厂商,DELL(戴尔)也很快推出了对应的服务器:第十三代PowerEdge服务器,或者说13G服务器。第十三代PowerEdge服务器是一整个家族,包括了作为中坚的PowerEdge R730和PowerEdge R730xd机架服务器,塔式的PowerEdge T630服务器,刀片系统用的PowerEdge M630服务器,以及最近几天发布的PowerEdge FC630机架服务器等等。我们实验室里面保存了历代的PowerEdge服务器:

DELL PowerEdge R720服务器(上)及其前代R710服务器(下)
DELL PowerEdge R720服务器(上)及其前代R710服务器(下)

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
最新一代的DELL PowerEdge R730xd服务器,属于戴尔的第十三代PowerEdge服务器

  我们收到了戴尔送来的PowerEdge R730xd服务器——其实我们更喜欢的是R730型号,R730和R730xd的不同之处在于,R730xd侧重于存储方面,它可以提供更高密度的存储能力,不过,接下来我们将会先对PowerEdge R730xd进行测试讲解,然后对它进行多种针对性的测试——本文中先进行的是SPEC CPU2006,主要考察的是其CPU和内存子系统的能力。关于作为第十三代PowerEdge服务器基础的Intel Xeon E5-2600 v3处理器(代号Haswell-EP)的首发评测可以看这里:

Intel Haswell-EP处理器评测
2014年9月,Intel Haswell-EP处理器评测 by ZDNet企业解决方案中心 Lucifer

  和历代的核心PowerEdge服务器一样,R730/R730xd也是一款双路2U的机架式服务器,就外观上说,我们可以看到和上一代有了明显的不同。

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
最新一代DELL PowerEdge R730xd服务器,属于戴尔的第十三代PowerEdge服务器

  最明显的就是SSD的配置,第十三代PowerEdge服务器引入了1.8英寸的热插拔SSD硬盘槽位,一台服务器中可以配置达18个1.8英寸SSD,每个SSD最大容量可以达到800GB,因此一台PowerEdge服务器可以最多配置14.4TB的1.8寸容量SSD。另外,第十三代PowerEdge也正式地支持SFF8639接口,从而可以性能强大的PCI Express接口热插拔固态硬盘。当然机箱内部插槽也可以配置PCI Express插槽式的固态硬盘。

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
PowerEdge R730xd,背部可以配置额外的两个3.5寸热插拔SAS/SATA硬盘,适合用来安装操作系统

  另外,后部背板上也提供了双SD卡,使用用来安装Hypervisor,如VMware ESXi Server或者Microsoft Hyper-V Server,双SD卡可以用来作为冗余,提高Hypervisor系统本身的可靠性,这样单独考虑到Hypervisor系统可靠性的特性是十分少见的。

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
R730xd的1.8寸热插拔固态硬盘槽,用于提供高密度的固态硬盘存储能力 

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
我们收到的样机搭配的是两个400GB的SSD

  值得一提的是,从第十三代PowerEdge服务器开始,戴尔正式地提供DELL Fluid Cache方案,其包含了两个版本:for DAS和for SAN版本,它是一种软件SSD Caching方案,可以通过系统搭载的SSD提升DAS环境或者SAN环境中的应用性能。

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
400GB的1.8寸SSD

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
搭配的3.5寸机械硬盘:源自希捷的Constellation ES.3

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
功率达750W的80 Plus Platinum白金版高效电源(2009年提出的规范),可以提供超过94%的最大电源转换效率

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
顶盖做工精致,用料十足,里面是机器的快速操作手册,很方便

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
散热器下方的就是Intel Haswell-EP(Xeon E5-2600 v3)处理器了

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
和以往的PowerEdge都不同,新一代PowerEdge使用了DDR4内存,其性能有所提升,功耗同时也降低了

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
新一代PowerEdge服务器搭载的新阵列卡:PERC H730P,上一代的典型型号是PERC H710P

  我们收到的系统搭载了两块Intel Xeon-E5 2620 v3处理器,以及8条16GiB的DDR4-2133内存(在默认的1.0.4版本的Firmware下,运行在DDR4-1867),接下来我们就对其进行测试。

  SPEC CPU是一个应用广泛的大型CPU性能测试项目。SPEC是标准性能评估公司(Standard Performance Evaluation Corporation)的简称。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的非营利性组织,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。除了SPEC CPU之外,SPECviewperf系列产品也是常见的测试工作站/图形卡部件所用到的测试软件。

  SPEC CPU是SPEC组织推出的一套CPU子系统评估软件,目前最新版本是SPEC CPU2006,它包括CINT2006和CFP2006两个子项目,分别用于测量整数性能和浮点性能。SPEC CPU的测试组件均来源于真实的应用程序,并经过修改以降低对IO子系统的影响,在测试中,测试系统的处理器、内存子系统和使用到的编译器(SPEC CPU提供的是源代码,并且允许测试用户进行一定的编译优化)都会影响最终的测试性能,而I/O(磁盘)、网络、操作系统和图形子系统对于SPEC CPU2006的影响非常之小。

  SPEC CPU2006包括了12项整数运算和17项浮点运算,除此之外,还有两个随机数产生测试程序998.sperand(整数)和999.specrand(浮点),它们虽然也包含在套件中并得到运行,但是它们并不进行计时以获得得分。这两个测试主要是用来验证一些其他组件中会用到的PRNG随机数生成功能的正确性。各个测试组件基本上由C和Fortran语言编写,有7个测试项目使用了C++语言,而Fortran语言均用来编写浮点部分。SPEC CPU2006以一台Sun Ultra Enterpirse 2工作站作为基准参考系统,系统基于一颗296MHz的UltraSPARC II处理器,测试的得分就表明这个项目中测试系统相对基准系统性能的比值。

子项目
说明
整数测试
400.perlbench
PERL编程语言
负载由三个script组成:
主负载是垃圾邮件检测软件SpamAssassin
一个是email到HTML的转换器MHonArc
最后一个是specdiff
401.bzip2
压缩
负载包括六个部分:
两个小的JPEG图片
一个程序
一个tar打包的几个源程序文件
一个HTML文件
混合文件,包括压缩过的高可压缩文件及不怎么可压缩的文件
测试分别使用了三个不同的压缩等级进行压缩和解压缩
403.gcc
C编译器
对9组C代码进行了编译
429.mcf
组合优化
MCF是一个用于大型公共交通中的单站车辆调度的程序,429.mcf使用32/64位模型时分别需要约860/1700MB的内存
445.gobmk
人工智能:围棋
围棋
456.hmmer
基因序列搜索
使用HMMS(Hidden Markov Models,隐马尔科夫模型) 基因识别方法进行基因序列搜索
458.sjeng
人工智能:国际象棋
国际象棋
462.libquantum
物理:量子计算
libquantum是模拟量子计算机的库文件,用来进行量子计算机应用的研究
464.h264ref
视频压缩
使用两种配置对两个YUV格式的源文件进行H.264编码
471.omnetpp
离散事件仿真
对包括约8000台计算机和900个交换机/集线器以及混合了各种从10Mb到1000Mb速率的大型CSMA/CD协议以太网络的模拟
473.astar
寻路算法
实现了2D寻路算法A*的三种不同版本
483.xalancbmk 
XML处理
XML文档/XSL表到HTML文档的转换
浮点测试
410.bwaves
流体力学
对三维瞬跨音速粘性流中冲击波的模拟计算
416.gamess
量子化学
三种SCF自洽场计算:
胞嘧啶分子
水和Cu2+离子
三唑离子
433.milc
量子色动力学
四维SU(3)格点规范理论的模拟,用来研究QCD量子色动力学、夸克及胶子
434.zeusmp
物理:计算流体力学
用来计算理想、非相对论条件下的流体力学和磁流体力学,434.zeusmp模拟计算了一个统一磁场中的3D冲击波
435.gromacs
生物化学/分子力学
GROMACS是一个生物分子力学计算套件,然而也可以用于非生物系统,435.gromacs模拟了在一个水和离子溶液中的蛋白质溶菌酶结构在各种实验手段如核磁共振的X光照射下的变化
436.cactusADM 
物理:广义相对论
436.cactusADM对时空曲率由内部物质决定的爱因斯坦演化方程进行求解,爱因斯坦演化方程由10个标准ADM 3+1分解的二阶非线性偏微分方程组成
437.leslie3d
流体力学
LESlie3d是用来计算湍流的计算流体力学程序,437.leslie3d计算了一个如注入燃烧室的燃油这样的时间分层混合流体
444.namd
生物/分子
NAMD是一个大型生物分子系统并行计算程序,444.namd模拟了了92224个原子组成的A-I载脂蛋白
447.dealII
有限元分析
deal.II是定位于自适应有限元及误差估计C++库,447.dealII对非常系数的亥姆霍兹方程进行求解,它使用了基于二元加权误差估计生成最佳网格的自适应方法,该方程在3维得解
450.soplex
线形编程、优化
SoPlex使用单纯形算法解线性方程
453.povray
影像光线追踪
POV-Ray是一个光线追踪渲染软件,453.povray渲染一幅1280x1024的反锯齿国际象棋棋盘图像
454.calculix
结构力学
CalculiX是一个用于线性及非线性三位结构力学的有限元分析软件,454.calculix计算了一个高速旋转的压缩盘片在离心力的作用下的应力和变形情况
459.GemsFDTD
计算电磁学
459.GemsFDTD使用FDTD(有限差分时域)方法求解三维时域中的麦克斯韦方程,计算了一个理想导体的雷达散射截面
465.tonto
量子化学
Tonto是一个面向对象的量子化学程序包,465.tonto计算面向量子晶体学,它基于一个符合X光衍射实验数据的、约束的分子Hartree-Fock波函数
470.lbm
流体动力学
470.lbm使用LBM(格子波尔兹曼方法)模拟非压缩流体,它模拟了两种情况:类似活塞推动的剪切驱动流体和管道流体,测试包含了3000个步骤
481.wrf
天气预报
481.wrf基于WRF(Weather Research and Forecasting)模型,对NCAR(美国国家大气研究中心)的数据进行了计算,数据包括了UTC 2001.06.11到UTC 2001.06.12以三小时为间隔的数据
482.sphinx3
语音识别
语音识别

  我们使用了SPEC CPU2006的1.2版本进行测试,但对SPEC CPU2006编译代码和运行的操作系统进行了升级。编码器方面,我们以前使用的Inte C&Fortran编译器版本是13.0,但最近从Haswell-EP评测开始,我们使用了较新的Intel C&Fortran 14.0编译器。使用的操作系统方面,以往均基于CentOS 6.4/6.5操作系统,而由于Intel官方主板Firmware的关系,在之前的Haswell-EP首发测试的时候使用了仅能安装运行的SUSE Enterprise Linux Server 11 SP3,后期也统一转向了这个操作系统,测试使用的是默认的Linux Kernel 3.0.76-0.11.1。操作系统的透明大页打开,另外代码还使用了MicroQuill的SmartHeap 10.0。

Intel Haswell-EP处理器评测
2014年9月,Intel Haswell-EP处理器评测 by ZDNet企业解决方案中心 Lucifer

Intel Haswell-EP处理器评测
2013年9月,Intel Ivy Bridge-EP处理器评测 by ZDNet企业解决方案中心 Lucifer

  除了整数运算和浮点运算的差别之外,SPEC CPU2006测试还分两种:SPEED测试和RATE测试,SPEED测试类型运行单个实例,用来测试系统运行单作业的时候的运算能力,RATE测试则是运行多个实例,用来测试系统的总运算吞吐能力。SPEC CPU测试还会给出两种类型的结果:Base基准测试结果和Peak峰值测试结果,Base测试要求编译器套件按照指定的规则进行优化,而Peak测试则可以允许使用更多地优化技术,可以看出,前者可以用来简单对比不同的平台,而后者则在对比因素中加入了编译器等因素,有实力编写编译器的厂商可以从中获益。本页给出的是SPEED测试结果,按照整数到浮点、Base测试到Peak测试排列四个成绩图标,每个图表给出了测试系统及对比系统的每个子项目的成绩。图表图例文字中最后的"2S12C24T"字段指的是2 Sockets、12 Cores、24 Threads,意思是“2插槽12核心24线程”。

  我们先进行了SPEED测试,特别指出的是,在2个或者1个核心满负荷的时候,由于Intel Turbo Boost睿频技术的作用,Intel Xeon E5-2697 v2将运行在3.5GHz(基频2.7GHz),DELL PowerEdge R730xd样机配的Intel Xeon E5-2620 v3将运行在3.2GHz(基频2.4GHz),运行频率有300MHz的差距:

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
SPECint_base2006,整数,SPEED测试,Base基准测试

  由于462.libquantum 物理:量子计算在SPEED测试当中也可以分散到多个线程进行处理,因此这一项的得分异常地高,导致其它项目显得比较低。让人惊奇的是,双路12的DELL PowerEdge R730xd在单任务运行速度上可以和上一代的旗舰——双路Xeon E5-2697 v2相媲美。

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
SPECint2006,整数,SPEED测试,Peak峰值测试

  和SPECint_base2006的状况类似。

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
SPECfp_base2006,浮点,SPEED测试,Base基准测试

  在浮点方面,新平台的单任务速度略低于老一代的旗舰配置。

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
SPECfp2006,浮点,SPEED测试,Peak峰值测试

  同上。

  除了整数运算和浮点运算的差别之外,SPEC CPU2006测试还分两种:SPEED测试和RATE测试,SPEED测试类型运行单个实例,用来测试系统运行单作业的时候的运算能力,RATE测试则是运行多个实例,用来测试系统的总运算吞吐能力。SPEC CPU测试还会给出两种类型的结果:Base基准测试结果和Peak峰值测试结果,Base测试要求编译器套件按照指定的规则进行优化,而Peak测试则可以允许使用更多地优化技术,可以看出,前者可以用来简单对比不同的平台,而后者则在对比因素中加入了编译器等因素,有实力编写编译器的厂商可以从中获益。本页给出的是SPEED测试结果,按照整数到浮点、Base测试到Peak测试排列四个成绩图标,每个图表给出了测试系统及对比系统的每个子项目的成绩。图表图例文字中最后的"2S12C24T"字段指的是2 Sockets、12 Cores、24 Threads,意思是“2插槽12核心24线程”。

  SPEED测试关注的是快慢为主,而RATE测试关注的是计算吞吐量,这也是一般服务器应用关注的指标。RATE测试会导致机器处于满负荷运转状态,所有核心的占用率也会达到100%。由于Intel Turbo Boost睿频技术的作用,在所有核心满负荷的时候,Intel Xeon E5-2697 v2将运行在3.0Hz(基频2.7GHz),DELL PowerEdge R730xd样机配的Intel Xeon E5-2620 v3将运行在2.7GHz(基频2.4GHz)

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
SPECint_rate_base2006,整数,RATE测试,Base基准测试

  尽管采用Haswell-EP的戴尔PowerEdge R730xd在SPEED测试上可以和Ivy Bridge-EP旗舰型号相媲美,但在RATE测试中确实有所不如,因为Ivy Bridge-EP平台的核心数量整整多了一倍,不过也可以看出,在核心数量少一半,频率低300MHz的情况下,PowerEdge R730xd/Xeon E5-2620 v3平台仍然具有Xeon E5-2697 v2平台约56.7%的整数性能,这是由于新一代的平台支持AVX2增强指令集

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
SPECint_rate2006,整数,RATE测试,Peak峰值测试

  峰值性能仅供参考。

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
SPECfp_rate_base2006,浮点,RATE测试,Base基准测试

  浮点吞吐量上Haswell-EP平台表现的更好,在AVX2指令集的作用下,PowerEdge R730xd/Xeon E5-2620 v3平台具有Xeon E5-2697 v2平台约72.0%的浮点性能。

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
SPECfp_rate2006,浮点,RATE测试,Peak峰值测试

  仅供参考。

【ZDNet企业解决方案中心】我们的测试表明,采用了Intel Xeon E5-2620 v3处理器的戴尔最新一代PowerEdge R730xd服务器性能和采用上一代旗舰处理器Intel Xeon E5-2697 v2处理器的白牌机器差距虽然比较明显,但是考虑到前者其核心/线程数量只有后者的一半(12核心对24核心),主频前者也比后者要低(2.4GHz对2.7GHz),因此R730xd能取得后者56.7%/72.0%的整数/浮点吞吐量已经非常令人满意。

DELL PowerEdge R720服务器(上)及其前代R710服务器(下)
DELL PowerEdge R720服务器(上)及其前代R710服务器(下)

戴尔PowerEdge R730xd新一代服务器评测
最新一代的DELL PowerEdge R730xd服务器,属于戴尔的第十三代PowerEdge服务器

  性能提升的因素主要有三个:CPU微架构的更新、AVX2指令集的加入,以及DDR4内存带来的带宽提升,关于这些技术细节可以参阅下方我们在9月份做的Intel Haswell-EP首发评测。新一代PowerEdge服务器的处理器性能比上一代提升我们已经得到了确认,再之后我们将会加入其它项目的测试,敬请期待。

Intel Haswell-EP处理器评测
2014年9月,Intel Haswell-EP处理器评测 by ZDNet企业解决方案中心 Lucifer

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