龙芯2F平台Web性能测试报告 [多图]

　　在4月份刊发的龙芯2E防火墙评测报告中，我们特别提到对龙芯发展方向的看法，那就是远离注重直观体验的桌面应用，进军服务器、网络通信与信息安全等领域，尽量弱化指令集、系统架构、操作系统和上层软件差异带来的影响。近日，实验室拿到了一套完整的龙芯2F开发套件，我们按照上面的想法搭建成Web服务器，重点考察了产品做Web应用时的效能。



　　在应用模式趋于多样化的今天，处理器的绝对性能已变得不那么重要，应用环境下的性能逐渐为人所重视。这次我们选择考察Web服务的应用效能，走的正是一条理论与实际相结合的道路。处理器在响应外部HTTP请求时，会消耗一定的资源。一旦超出处理能力，连接请求就会得到各种错误响应。通过测试每秒钟不含错误的最大成功建立连接个数，可以比较准确地评估处理器或硬件平台的性能，为基于平台的真实应用提供参考，这就是计算机世界实验室一直以来针对服务器产品的评测思路。

　　寻找一个合适的对比平台，是本次测试最具难度的任务之一。业内关于龙芯产品的评测报道极少，800MHz的龙芯2F性能到底如何，谁心里都没底。我们希望能够找到一个性能与之相仿的硬件平台，将测试结果进行合理的对比分析。工程师几乎检视了实验室所有的PC与服务器，最后决定用一台配有Intel Celeron 2.1GHz处理器的联想启天M2200作为对比平台——尽管我们推测1.8GHz左右的P4平台可能会比较合适，但这已经是我们能找到的配置最低的主机了。



　　相比之下，软件环境的搭建就显得容易的多。两组平台都基于Linux，其中龙芯2F开发套件的硬盘中已安装好了较为常见的Debian，附带有被广泛应用的Web服务端软件Apache2。实验室工程师在对比平台上安装了Ubuntu 8.04 Server Edition，并在命令行下通过网络安装好最新版的Apache2。我们努力让龙芯平台与对比平台软硬件配置相似，最大程度地减少了影响测试准确性的因素。

　　我们使用思博伦通信提供的Avalanche 2500测试了两组平台的新建连接性能，脚本采用8字节的静态页面，避免因数据传输或网络带宽限制影响测试结果。Apache2提供了实现机制迥异的多路处理模块，用以实现端口监听、请求处理等功能，其中以基于进程的prefork和进程、线程混合的worker比较有代表性。考虑到可能造成的性能差异，我们分别在这两种模式下进行了测试。

  

　　首先是prefork模式，龙芯平台每秒新建连接数达到1582个，而对比平台为1121个。虽然处理器的频率和真实效能间没有直接联系，但800MHz的龙芯2F超越了2.1GHz频率的Celeron，是我们没有想到的。而worker模式下龙芯平台每秒新建连接数为1289个，虽然依旧领先于对比平台1068个的表现，但幅度校prefork模式下下降很多。两个平台下worker模式性能都低于prefork模式，这很难解释。由于采用了更先进的处理机制，理论上前者的性能应优于后者，我们推测龙芯2F与Celeron这类单核、单线程处理器并不利于采用进程、线程混合机制的worker模式运行。

　　考察项目还包括两组平台在空载与满载时的功耗情况，涉及到的部件包括处理器、主板、内存、网卡和一块硬盘。龙芯平台加电进入系统后空载待机功耗为32W，满载时功耗保持不变；对比平台加电进入系统后空载待机功耗为41W，满载时功耗上升到71W。这个结果要从两方面看。一方面，刨除硬盘自身7-8瓦的功耗，龙芯2F开发板上的组件功耗只有二十多瓦，确实有优势；另一方面，空载满载时的功耗相同，意味着龙芯2F处理器还没能实现对功耗进行动态控制。Intel处理器这方面做的就很到位，我们注意到从加电到进入系统的过程中，对比平台的功耗一直在60-70W之间浮动；而完全进入系统后，功耗马上降低至41W。

　　处理器本身功耗低并不意味着就可以忽视这一特性。经过与计算所方面的反复核实，我们得知龙芯2F处理器已经在硬件上具备了根据负载动态调节功耗的能力，只是尚未在软件层面实现。感觉不止是这一方面，龙芯平台在软件层面上还有太多需要完善的东西，例如64位操作系统、编译器的优化、软件代码的优化等，都是可以有效提高性能的手段。计算所作为龙芯处理器的研发机构，纵然不能独自完成这些工作，也应该努力推动产业内不同角色的公司、机构参与进来，共同完善龙芯平台的软硬件环境。

　　时间所限，本次我们并没有完成更多的测试项目。计算机世界实验室将继续对龙芯平台进行Web服务的应用测试，引入涵盖动态页面与数据库操作等内容在内的复杂脚本，全面评估两组平台的性能。敬请关注我们的后续报道。在4月份刊发的龙芯2E防火墙评测报告中，我们特别提到对龙芯发展方向的看法，那就是远离注重直观体验的桌面应用，进军服务器、网络通信与信息安全等领域，尽量弱化指令集、系统架构、操作系统和上层软件差异带来的影响。近日，实验室拿到了一套完整的龙芯2F开发套件，我们按照上面的想法搭建成Web服务器，重点考察了产品做Web应用时的效能。



　　在应用模式趋于多样化的今天，处理器的绝对性能已变得不那么重要，应用环境下的性能逐渐为人所重视。这次我们选择考察Web服务的应用效能，走的正是一条理论与实际相结合的道路。处理器在响应外部HTTP请求时，会消耗一定的资源。一旦超出处理能力，连接请求就会得到各种错误响应。通过测试每秒钟不含错误的最大成功建立连接个数，可以比较准确地评估处理器或硬件平台的性能，为基于平台的真实应用提供参考，这就是计算机世界实验室一直以来针对服务器产品的评测思路。

　　寻找一个合适的对比平台，是本次测试最具难度的任务之一。业内关于龙芯产品的评测报道极少，800MHz的龙芯2F性能到底如何，谁心里都没底。我们希望能够找到一个性能与之相仿的硬件平台，将测试结果进行合理的对比分析。工程师几乎检视了实验室所有的PC与服务器，最后决定用一台配有Intel Celeron 2.1GHz处理器的联想启天M2200作为对比平台——尽管我们推测1.8GHz左右的P4平台可能会比较合适，但这已经是我们能找到的配置最低的主机了。



　　相比之下，软件环境的搭建就显得容易的多。两组平台都基于Linux，其中龙芯2F开发套件的硬盘中已安装好了较为常见的Debian，附带有被广泛应用的Web服务端软件Apache2。实验室工程师在对比平台上安装了Ubuntu 8.04 Server Edition，并在命令行下通过网络安装好最新版的Apache2。我们努力让龙芯平台与对比平台软硬件配置相似，最大程度地减少了影响测试准确性的因素。

　　我们使用思博伦通信提供的Avalanche 2500测试了两组平台的新建连接性能，脚本采用8字节的静态页面，避免因数据传输或网络带宽限制影响测试结果。Apache2提供了实现机制迥异的多路处理模块，用以实现端口监听、请求处理等功能，其中以基于进程的prefork和进程、线程混合的worker比较有代表性。考虑到可能造成的性能差异，我们分别在这两种模式下进行了测试。

  

　　首先是prefork模式，龙芯平台每秒新建连接数达到1582个，而对比平台为1121个。虽然处理器的频率和真实效能间没有直接联系，但800MHz的龙芯2F超越了2.1GHz频率的Celeron，是我们没有想到的。而worker模式下龙芯平台每秒新建连接数为1289个，虽然依旧领先于对比平台1068个的表现，但幅度校prefork模式下下降很多。两个平台下worker模式性能都低于prefork模式，这很难解释。由于采用了更先进的处理机制，理论上前者的性能应优于后者，我们推测龙芯2F与Celeron这类单核、单线程处理器并不利于采用进程、线程混合机制的worker模式运行。

　　考察项目还包括两组平台在空载与满载时的功耗情况，涉及到的部件包括处理器、主板、内存、网卡和一块硬盘。龙芯平台加电进入系统后空载待机功耗为32W，满载时功耗保持不变；对比平台加电进入系统后空载待机功耗为41W，满载时功耗上升到71W。这个结果要从两方面看。一方面，刨除硬盘自身7-8瓦的功耗，龙芯2F开发板上的组件功耗只有二十多瓦，确实有优势；另一方面，空载满载时的功耗相同，意味着龙芯2F处理器还没能实现对功耗进行动态控制。Intel处理器这方面做的就很到位，我们注意到从加电到进入系统的过程中，对比平台的功耗一直在60-70W之间浮动；而完全进入系统后，功耗马上降低至41W。

　　处理器本身功耗低并不意味着就可以忽视这一特性。经过与计算所方面的反复核实，我们得知龙芯2F处理器已经在硬件上具备了根据负载动态调节功耗的能力，只是尚未在软件层面实现。感觉不止是这一方面，龙芯平台在软件层面上还有太多需要完善的东西，例如64位操作系统、编译器的优化、软件代码的优化等，都是可以有效提高性能的手段。计算所作为龙芯处理器的研发机构，纵然不能独自完成这些工作，也应该努力推动产业内不同角色的公司、机构参与进来，共同完善龙芯平台的软硬件环境。

　　时间所限，本次我们并没有完成更多的测试项目。计算机世界实验室将继续对龙芯平台进行Web服务的应用测试，引入涵盖动态页面与数据库操作等内容在内的复杂脚本，全面评估两组平台的性能。敬请关注我们的后续报道。