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ARM嵌入式平台性能测试

供稿:韬睿(上海)计算机科技有限公司 2016/3/21 9:23:22

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  • 关键词: ARM嵌入式平台 ARM 性能测试 iMX6
  • 摘要:在对全新的基于ARM嵌入式处理器平台的性能进行评估的时候,有几种思路可以进行参考,一是ARM芯片厂家发布的性能指标,不过大多数是基于理论情况;二是购买同样平台的开发板移植应用进行实测,效果最直接但是可能需要花费较大精力和时间;那么这个时候也可以考虑使用针对性的benchmark软件在目标平台上面进行性能测试,算是一个折衷的方法,其结果有一定参考意义。

在新项目需要选择一个全新的基于ARM嵌入式处理器平台的时候,难免会需要对新平台的性能进行评估,这时候有几种思路可以进行参考,一是ARM芯片厂家发布的性能指标,不过大多数是基于理论情况;二是购买同样平台的开发板移植应用进行实测,效果最直接但是可能需要花费较大精力和时间;那么这个时候也可以考虑使用针对性的benchmark软件在目标平台上面进行性能测试,算是一个折衷的方法,其结果有一定参考意义但由于影响benchmark软件结果的因素不仅仅是硬件本身,还有不同的BSP以及软件设定等,因此在这些设定一致性越大的前提下其结果的参考意义才越大,否则很可能结果不是预期想要的甚至南辕北辙.


基于上面思路,本文统一采用Toradex工业产品等级 ARM计算机模块以及其官方发布的最新版LinuxBSP V2.5Beta3最为测试基准平台,同时将对结果影响比较大的CPU主频和显示输出分辨率尽可能保持一致来进行测试,测试样本分别是基于NVIDIATegra2的Colibri T20 512M, 基于NXPi.MX6DL 的Colibri i.MX6DL 512M以及基于NXPVybrid的Colibri VF61 256M;其中前两个均为双核Cortex-A9 ARM核心,第三个为Cortex-A5和M4异构双核核心,不过这里只测试A5.


1). 本文涉及的硬件平台测试项目及工具如下

a). 硬件平台

上述三种接口兼容的Colibri ARM 计算机模块以及一块ColibriEva Board

b). 测试项目及对应工具

- CPU测试: nbench

- Memory测试: stream

- Storage测试: dd, hdparm

- Ethernet测试: iperf

- CPU压力测试: stress

- GPU压力测试: glmark2

注:所涉及工具除glmark2均已经在BSP中预装.


2). 测试进程以及结果

a). 预设

参考这里为两个A9平台关闭DVFS(dynamic voltage and frequency switching), Colibri T20 CPU主频设定为1GHz,Colibri i.MX6DL CPU主频设定为800MHz, Colibri VF61不支持DVFS则无需设定;

显示分辨率所有平台均统一设置为默认值640x480.

b). CPU测试

进入/usr/bin运行下面命令

# nbench


- Colibri T20结果如下

=============LINUX DATABELOW=============  

CPU                 : Dual

L2 Cache          

OS                  : Linux3.1.10-V2.5b3+gc8ead50                              

C compiler          : arm-angstrom-linux-gnueabi-gcc                            

libc                : static

MEMORY INDEX        : 5.042

INTEGER INDEX       : 5.245

FLOATINGPOINT INDEX:6.401

Baseline(LINUX)    : AMD K6/233*, 512 KBL2-cache, gcc 2.7.2.3, libc-5.4.38

--------------------------------------------------------------------------


- Colibri i.MX6DL 结果如下

==============LINUXDATA BELOW=========

CPU                 : Dual ARMv7 Processor rev 10(v7l)

L2 Cache            :

OS                  : Linux3.14.28-2.5b3+g0632def                            

C compiler          : arm-angstrom-linux-gnueabi-gcc                            

libc                : static

MEMORY INDEX        : 4.028    

INTEGER INDEX       : 4.177  

FLOATINGPOINTINDEX: 5.137

Baseline(LINUX)    : AMD K6/233*, 512 KBL2-cache, gcc 2.7.2.3, libc-5.4.38

----------------------------------------------------------------------------


Colibri VF61 结果如下

==============LINUXDATA BELOW=========

CPU                 : ARMv7 Processor rev 1(v7l)

L2 Cache  

OS                  : Linux4.1.15-v2.5b3+ge6d111c

C compiler          : arm-angstrom-linux-gnueabi-gcc  

libc                : static

MEMORY INDEX        : 1.896

INTEGER INDEX       : 2.337  

FLOATINGPOINTINDEX: 2.139

Baseline(LINUX)    : AMD K6/233*, 512 KBL2-cache, gcc 2.7.2.3, libc-5.4.38

---------------------------------------------------------------------

nbench结果为单个CPU性能,可以看出T20和i.MX6同为A9核心基本处于统一水平,T20因为主频略高要有一定优势,而VF61因为是A5核心同时主频低则相对要差一些.另外系统还内置了另一个CPU测试工具lmbench,这里就不详述了.


c). Memory测试

运行下面命令

# stream


- Colibri T20结果如下

==================================

STREAM copylatency: 33.38 nanoseconds

STREAM copybandwidth: 479.33 MB/sec

STREAM scalelatency: 35.58 nanoseconds

STREAM scalebandwidth: 449.65 MB/sec

STREAM add latency:41.73 nanoseconds

STREAM add bandwidth:575.10 MB/sec

STREAM triadlatency: 42.90 nanoseconds  

STREAM triadbandwidth: 559.44 MB/sec

---------------------------------------------------------


- Colibri i.MX6DL 结果如下

=================================

STREAM copylatency: 18.33 nanoseconds

STREAM copybandwidth: 873.08 MB/sec

STREAM scalelatency: 23.45 nanoseconds                                        

STREAM scalebandwidth: 682.30 MB/sec                                          

STREAM add latency:26.90 nanoseconds                                          

STREAM addbandwidth: 892.26 MB/sec                                            

STREAM triadlatency: 25.58 nanoseconds                                        

STREAM triadbandwidth: 938.16 MB/sec  

------------------------------------------------------

- Colibri VF61 结果如下

=================================

STREAM copylatency: 30.53 nanoseconds

STREAM copybandwidth: 524.09 MB/sec

STREAM scalelatency: 30.78 nanoseconds

STREAM scalebandwidth: 519.82 MB/sec

STREAM add latency:134.66 nanoseconds

STREAM addbandwidth: 178.23 MB/sec

STREAM triadlatency: 149.24 nanoseconds

STREAM triadbandwidth: 160.81 MB/sec

-----------------------------------------------------------


d). Storage测试

./ 由于T20和VF61直接使用了NandFlash,无法使用hdparm测试,所以我们统一采用我们采用dd来测试模块自带flash存储.

运行下面命令

sync;time -p bash -c "(dd if=/dev/zerobs=1024 count=100000 of=/test.file;sync)"  //测试写速度

echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches ;timedd if=/test.file of=/dev/null bs=1024              //测试读速度


- Colibri T20结果如下

读取测试,约为14.7MB/sec

=======================

100000+0 recordsin

100000+0 recordsout

real    0m6.795s

user    0m0.030s

sys     0m1.830s

-----------------------------------------

写入测试,约为9MB/sec

========================

100000+0 recordsin

100000+0 recordsout

real 11.08

user 0.01

sys 2.19          

-----------------------------------------


- Colibri i.MX6DL结果如下

读取测试,约为43.5MB/sec

========================

100000+0 recordsin

100000+0 recordsout

real    0m2.306s

user    0m0.020s

sys     0m0.680s

--------------------------------------------

写入测试,约为10MB/sec

=========================

100000+0 recordsin

100000+0 recordsout

real 10.07

user 0.09

sys 3.64

-------------------------------------------


- Colibri VF61 结果如下

读取测试,约为24MB/sec

========================

[ 1178.378483] sh(407): drop_caches: 3                                        

100000+0 recordsin

100000+0 recordsout

real    0m4.161s

user    0m0.100s

sys     0m3.180s

------------------------------------------

写入测试,约为12.8MB/sec

========================

100000+0 recordsin

100000+0 recordsout

real 7.78

user 0.13

sys 3.85

-----------------------------------


./ 使用hdparm测试外部8G SD卡读取速度

运行下面命令

hdparm -t /dev/mmcblk1p1


- Colibri T20结果如下

====================

/dev/mmcblk0p1:

Timing buffered disk reads:  52 MB in 3.02 seconds =  17.22 MB/sec

------------------------------------


- Colibri i.MX6DL 结果如下

====================

/dev/mmcblk1p1:  

Timing buffered disk reads:  56 MB in 3.09 seconds =  18.13 MB/sec

------------------------------------


- Colibri VF61 结果如下

=====================

/dev/mmcblk0p1:

Timing buffered disk reads:  54 MB in 3.07 seconds =  17.60 MB/sec

-------------------------------------


e).Ethernet测试

将测试目标板和Linux主机连接到同一局域网,目标板为100M网口.

在Linux主机端运行下面命令(以TCP测试为例,也可以更改参数进行其他测试)

iperf -s

在目标板上面运行下面命令

iperf -c $hostip -t 60 -P 8


- Colibri T20结果如下

=========================

[SUM]  0.0-60.1 sec  676 MBytes  94.3 Mbits/sec

------------------------------------------


- Colibri i.MX6DL 结果如下

=======================

[SUM]  0.0-60.2 sec  677 MBytes  94.4 Mbits/sec

---------------------------------------


- Colibri VF61 结果如下

=======================

[SUM]  0.0-60.1 sec  674 MBytes  94.2 Mbits/sec

---------------------------------------


f).CPU压力测试

在三个平台上面分别运行下面命令

# stress -c 2

在另一终端中使用”top”命令查看CPU使用状态,两个CPU均已经满负荷


g). GPU压力测试

首先需要安装glmark2工具,这里通过Toradex openembedded环境编译出了相关的ipk安装包,具体环境配置可以参考这里, 这里以Colibri i.MX6平台为例.

安装流程

opkg installlibpng12_1.2.51-r0_armv7at2hf-vfp-neon.ipk

opkg installglmark2_2014.03-r0_armv7at2hf-vfp-neon-mx6qdl.ipk

运行

glmark2-es2

=======================================================                        

   glmark2 2014.03

=======================================================                        

   OpenGL Information

   GL_VENDOR:     Vivante Corporation

   GL_RENDERER:   Vivante GC880

   GL_VERSION:    OpenGL ES 3.0 V5.0.11.p4.25762        

=======================================================  

glmark2Score: 255

=======================================================


更多内容请访问 韬睿(上海)计算机科技有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=16879)

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