【IT168评测中心】继推出Opteron2214与Xeon5130两服务器平台的对比评测后，此次IT168评测中心跳跃性地采用配置双路双核的Opteron2218与Xeon5150服务器平台进行对比评测。
从Opteron2214与Xeon5130两服务器平台的对比测试中，我们了解到，两服务器平台的综合性能大致相当。那么，平台环境相同的情况下，将主频升级到更加相近的Opteron2218与Xeon5150，两款服务器的整系统性能相比是否能见上下呢？在随后的对比测试项目中，我们将用真实的数据来为大家释疑。
为了方便对照，以下同样列出Opteron2000与Xeon5100两系列产品的简要参数表。
厂商系列
型号
主频
HTT/FSB
L1(K)
L2(M)
TDP(W)
AMD Opteron2000
2210
1.80
1000Mhz
64+64
1*2
95
2212
2.00
1000Mhz
64+64
1*2
95
2214
2.20
1000Mhz
64+64
1*2
95
2216
2.40
1000Mhz
64+64
1*2
95
2218
2.60
1000Mhz
64+64
1*2
95
2220
2.80
1000Mhz
64+64
1*2
95
2222
3.00
1000Mhz
64+64
1*2
95
Intel Xeon5100
5110
1.60
1066Mhz
32+32
4(共享)
65
5120
1.86
1066Mhz
32+32
4(共享)
65
5130
2.00
1333Mhz
32+32
4(共享)
65
5140
2.33
1333Mhz
32+32
4(共享)
65
5150
2.66
1333Mhz
32+32
4(共享)
65
5160
3.00
1333Mhz
32+32
4(共享)
80
测试平台简介：
Opteron2000系列与Xeon5100系列处理器规格对比：
| 系统支持项目 | Opteron 2000系列 | Xeon 5100系列 |
| 模块化/可扩展 | 支持 | 需要北桥 |
| SMP | 双路四核 | 双路四核 |
| 直接连接架构 | 支持 | 不支持 |
| 双核技术 | 支持 | 支持 |
| 32bit计算 | 支持 | 支持 |
| 64bit计算 | AMD64 | EM64T |
| HyperTransport技术 | 支持 | 不支持 |
| 内存控制器 | 整合于处理器 | 整合于北桥 |
| 硬件辅助虚拟化 | AMD-V | VT |
| HTT/FSB频率 | 1000MHz | 1066MHz/1333MHz |
| 最大处理器间带宽 | 8.0GB/s | 8.5-10.66GB/s |
| 内存类型 | DDR2 400/533/667 | FB-DIMM DDR2 533/667 |
| 最大双路内存带宽 | 21.2GB/s | 21.3GB/s |
| L1 Cache | [64K(Data)+64K(Instruction)]/Per core | [32K(Data)+32K(Instruction)]/Per core |
| L2 Cache | 1MB/core*2 | 4MB(share) |
| SIMD指令集 | SSE/SSE2/SSE3 | SSE/SSE2/SSE3/SSE4 |
Opteron2218与Xeon5150平台对比
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Opteron 2218平台 | Xeon 5150平台 |
| 主板 | ASUS KFN4-16 | ASUS DSBF-D |
| 芯片组 | nVIDIA nForce Pro 2200, AMD Hammer | Intel 5000P |
| 处理器 | AMD Opteron 2218*2 | Intel Xeon 5150*2 |
| 主频 | 双核2.60GHz*2 | 双核2.66GHz*2 |
| HTT/FSB | 1000MHz | 1333MHz |
| 接口 | Socket F | Socket 771 |
| L1 | [64K(Data)+64K(Instruction)]/Per core | [32K(Data)+32K(Instruction)]/Per core |
| L2 | 1MB*2(独立) | 4MB（共享） |
| 处理器设置 | AMD Power Now! (Disable) | Xdbit(Disable)EIST(Disable)C1 State(Disable) |
| 内存 | Kingston DDR2 533 Reg Ecc 512M*8 | KingSton FB-DIMM 533 512M*8 |
| 磁盘 | Seagate 73GB万转SCSI（型号ST373307LC） | Seagate 73GB万转SCSI(型号ST373307LC) |
| 磁盘控制器 | LSI Logic PCI-X Ultra320 SCSI Host Adapter | LSI Logic PCI-X Ultra320 SCSI Host Adapter |
| 操作系统 | Microsoft Windows Server2003SP1，5.02.3790，开启PAE | Microsoft Windows Server2003SP1，5.02.3790，开启PAE |
| 网卡 | Broadcom NetXtreme Gigabit Ethernet （BCM5780整合GbE） | Intel PRO/1000 EB Network Connection with I/O Acceleration |
本次测试的Opteron2218与Xeon5130主频基本相当，而这里需要注意的一点是，两款处理器的架构、参数稍有不同：Xeon 5150相对Opteron 2218在主频上要高出0.06Ghz，在Intel FSB频率上，Xeon 5100系列从5130开始升级到1333Mhz，这么一来，则要比AMD Opteron2000系列HTT频率高出33%。但是总体来说，本次选择的Opteron2218与Xeon5150这两个平台的各项参数指标还是非常接近的。
在Intel的Xeon 5150平台中，我们分别关闭了XDbit、EIST、C1 State功能，而在AMD的Opteron 2218平台中，我们关闭了“AMD Power Now!”功能。通过这些简单的优化设置，可以确保测试过程尽量受到其他项目的干扰，从而保障两平台尽量工作在最大性能状态下。
相关参数功能介绍：
XDbit功能：Intel产品的内存保护功能，起到防止程序不正当运行的作用。关闭这项功能，在一些未能被系统正确识别的程序运行时，避免因报错而影响系统进程。
EIST功能： Intel产品的处理器自动调频与调压功能，起到减少工作时耗电量与发热量的作用。关闭此项功能，可以保障平台在进行大批量数据处理的时候，一直保持高速度运行。
C1 state: 当操作系统负载较小的情况下，会向处理器不断发送指令，通过降低处理器频率与电压将处理器能耗降低，如果与EIST功能进行配合使用，能够更好地控制系统空闲时间的能耗。关闭此项功能，可以让平台的处理状态时刻保持高速。
AMD Power Now!: AMD产品的一种节电技术，依据处理器的负载情况实现自动调频调压，以达到省电效果。关闭此项功能，可以让平台的处理状态时刻保持高速。
测试方法研究：
在本次测试过程中，以单机性能、网络应用和能耗为三个出发点，而如磁盘等相关的测试项目，因为处理器施加的影响几乎可以忽略不计，本次测试只做常规记录；能耗部分的测试本次也只做记录，各个平台的能耗测试结果，将在以后的时间进行集中对比。以下是我们所使用的常规测试项目：
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SPECCPU2000 v1.2
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。
SPEC CPU2000是SPEC组织推出的一套CPU子系统评估软件，它包括CINT2000和CFP2000两个子项目，前者用于测量和对比整数性能，而后者则用于测量和对比浮点性能。计算系统中的处理器、内存和编译器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 CPU2000的影响非常的小。
SPECfp测试过程中同时执行多个实例（instance），测量系统执行计算密集型浮点操作的能力，比如CAD/CAM、DCC以及科学计算等方面应用可以参考这个结果。SPECint测试过程中同时执行多个实例（instances），然后测试系统同时执行多个计算密集型整数操作的能力，可以很好的反映诸如数据库服务器、电子邮件服务器和Web服务器等基于整数应用的多处理器系统的性能。
我们在被测服务器中安装了Intel C++ 8.1 Compiler、Intel Fortran 8.1 Compiler这两款SPEC CPU2000必需的编译器，另外安装了Microsoft Visual Studio 2003.net提供必要的库文件。按照SPEC的要求我们根据自己的情况编辑了新的Config文件，可以满足Base测试。然后我们根据被测系统实际可同时处理的线程数量，设定用户数量，分别运行SPEC base和SPEC rate base测试的结果（其中SPEC base代表系统执行某个任务的速度，而SPEC base rate测试代表系统可以同时处理任务的能力）。
- ScienceMark v2.0 Membench
ScienceMark v2.0是一款用于测试系统特别是处理器在科学计算应用中的性能的软件，MemBenchmark是其中针对处理器缓存、系统内存而设计的功能模块，它可以测试系统内存带宽、L1 Cache延迟、L2 Cache延迟和系统内存延迟，另外还可以测试不同指令集的性能差异。
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IOMeter 2004.7.30
IOMeter是一款功能非常强大的IO测试软件，它除了可以在本机运行测试本机的IO（磁盘）性能之外，还提供了模拟网络应用的能力。在这次的测试中，我们仅仅让它在本机运行测试服务器的磁盘性能。为了全面测试被测服务器的IO性能，我们分别选择了不同的测试脚本。
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Max_throughput（read）：文件尺寸为64KB，100%读取操作，随机率为0%，用于检测磁盘系统的最大读取吞吐量
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Max_IO（read）：文件尺寸为512B，100%读取操作，随机率为0%，用于检测磁盘系统的最大读取操作IO处理能力
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Max_throughput（write）：文件尺寸为64KB，0%读取操作，随机率为0%，用于检测磁盘系统的最大写入吞吐量
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Max_IO（write）：文件尺寸为512B，0%读取操作，随机率为0%，用于检测磁盘系统的最大写入操作IO处理能力
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SiSoftware.Sandra.Enterprise.v2007.5.10.98
SiSoftware Sandra是一款可运行在32bit和64bit Windows操作系统上的分析软件，这款软件可以对于系统进行方便、快捷的基准测试，还可以用于查看系统的软件、硬件等信息。今年该软件推出了2007版，该版本新增了4项基准测试，包括Power Management Efficiency、Memory Latency、Physical Disks和CD-ROM and DVD这四个项目。另外，它还对于原有的几个基准测试模块进行升级，比如在Arithmetic benchmarks中增加了对SSE3 & SSE4 SSE4的支持，在Multi-Media benchmark中增加了对于SSE4的支持，另外还升级了File System benchmark和Removable Storage benchmark两个子项目。对于新的硬件的支持当然也是该软件每次升级的重要内容之一。SiSoftware Sandra所有的基准测试都针对SMP和SMT进行了优化，最高可支持32/64路平台，这也是我们选择这款软件的原因之一。
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WebBench v5.0
WebBench是针对服务器作为Web Server时的性能进行测试，我们在被测服务器上安装了IIS6.0组件，以提供测试所需的Web服务。在测试中我们开启了网络实验室中的56台客户端，分别使用了WebBench 5.0内置的动态CGI以及静态页面脚本对服务器进行了测试。
静态测试是由客户端读取预先放置在服务器Web Server下的Web页面（wbtree），这项测试主要考察的是服务器磁盘系统以及网络连接性能。我们使用了实验室中的56台客户端，配合Static_mt.tst多线程静态脚本测试向被测服务器发送请求。
动态测试偏重于对服务器CPU子系统的性能测试，它对于Web服务器提供了足够的负载。我们将一个C语言编写的CGI源文件Simcigi.c编译为Simcgi.exe，并将其作为动态测试中的CGI脚本。在测试过程中，每台安装了WebBench客户端软件的PC，会在300秒的时间内持续向服务器发送CGI请求，而控制台会纪录并汇总服务器所响应CGI请求的数据。CGI测试的成绩高低，主要取决于服务器处理器子系统性能的优劣。处理器子系统包括CPU、内存以及内存控制器，CPU频率、缓存以及内存容量大小和内存带宽，都会影响该项成绩。
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NetBench v7.03
NetBench是针对文件服务器的性能测试软件，影响NetBench性能的主要是服务器的磁盘子系统，服务器磁盘控制器、条带大小、读写缓存、硬盘类型、组建磁盘阵列模式、内存容量、网络拓朴结构等都会对测试结果有明显的影响。我们在被测服务器上设立了文件服务器，NetBench通过网络实验室中60个客户端来模拟网络中的PC向文件服务器所发出的文件传输请求，文件服务器则将存储在磁盘上的文件数据发送给相应的客户端。在测试过程中，客户端会以每四台一组的步进依次增加并且向服务器发送文件传输请求，测试结束后控制台收集数据并绘制出服务器的数据传输变化曲线。
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Benchmarkfactory 4.6
大部分的服务器应用都同数据库有着密切的联系，因此我们今年开始着手在在服务器测试中加入对于数据库性能的测试。我们选择了Benchmark Factory 4.6软件和Microsoft SQL2000 SP4来测试不同的硬件平台在数据库应用中的表现。
我们选择了BF内置的标准测试脚本AS3AP，这项测试可用于对于ANSI结构化查询语言（SQL）关系型数据库进行测试，它可用于测试DBMS（单用户微机数据库管理系统），也可用于测试高性能并行或者分布式数据库。
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系统功耗监测
我们使用UNI-T UT71E智能数字万用表对于被测服务器系统的整体功耗进行了监测，利用随机附带的接口程序，我们可以记录被测服务器任意时间段内的功率变化。
处理性能测试数据对比：
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Sisoftware.Sandra.Enterprise.w2007.5.10.98 | ||
| 处理器型号 | Opteron 2218 | Xeon 5150 |
| Processor Arithmetic | ||
| Dhrystone ALU(MIPS) | 37862 | 49058 |
| Whetstone iSSE3(MFLOPS) | 31865 | 33777 |
| Processor Multi-Media | ||
| Integer x8 iSSE4(it/s) | 292257 | |
| Integer x4 Aemmx/aSSE(it/s) | 97356 | |
| Floating-Point x4 isse2(it/s) | 106352 | 158389 |
Opteron2218与Xeon5150处理器性能测试对比
Sisoftware Sandra Enterprise 2007在Arithmetic benchmarks中增加了对SSE3 & SSE4的支持，在Multi-Media benchmark中增加了对于SSE4的支持，AMD Opteron 2218处理器和Intel Xeon 5150处理器对于指令集的支持情况并不相同：
AMD Opteron 2218：MMX（＋）、3DNow!（＋）、SSE、SSE2、SSE3、X86-64。
Intel Xeon 5150：MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSE4、EM64T。
因此，除了Processor Multi-Media Integer测试之外，其它的三个测试项目均具有可比性。
从以上表格我们可以看到：
Xeon5150的Dhrystone ALU(MIPS)相对Opteron2218高出约15%，其Whetstone iSSE3(MFLOPS)相对Opteron2218也要高出约5%，在多媒体测试的Floating-Point x4 isse2项目中，Xe5150则要高出24%左右。
综合以上各项数据，在本环节的处理性能测试中，Xeon5150略占优势。
缓存与内存测试对比1：
|
ScienceMark Membench | ||
| 平台 | Opteron 2218 | Xeon5150 |
| L1带宽 | 35349.66 | 74606.77 |
| L2带宽 | 9510.23 | 19229.96 |
| 内存带宽(MB/s) | 5126.32 | 3839.86 |
| L1 Cache Latency(ns) | ||
| 32 Bytes Stride | 1.12 | 1.13 |
| L2 Cache Latency(ns) | ||
| 4 Bytes Stride | 1.12 | 1.13 |
| 16 Bytes Stride | 1.54 | 1.50 |
| 64 Bytes Stride | 6.03 | 4.14 |
| 256 Bytes Stride | 4.10 | 4.14 |
| 512 Bytes Stride | 4.35 | 4.51 |
| Memory Latency(ns) | ||
| 4 Bytes Stride | 1.76 | 1.50 |
| 16 Bytes Stride | 5.98 | 5.64 |
| 64 Bytes Stride | 24.65 | 22.56 |
| 256 Bytes Stride | 65.44 | 75.94 |
| 512 Bytes Stride | 66.78 | 84.58 |
| Algorithm Bandwidth(MB/s) | ||
| Compiler | 2235.75 | 2900.08 |
| REP MOVSD | 2301.83 | 2921.07 |
| ALU Reg Copy | 2257.34 | 2768.81 |
| MMX Reg Copy | 2445.16 | 2835.56 |
| MMX Reg 3dNow | 4419.33 | - |
| MMX Reg SSE | 4725.86 | 3843.47 |
| SSE PAlign | 3994.35 | 3782.99 |
| SSE PAlign SSE | 4928.56 | 3828.33 |
| SSE2 PAlign | 4016.09 | 3730.37 |
| SSE2 PAlign SSE | 4938.23 | 3810.66 |
| MMX Block 4kb | 4405.21 | 3079.72 |
| MMX Block 16kb | 4601.60 | 3354.15 |
| SSE Block 4kb | 4308.08 | 3057.24 |
与Opteron2214对比Xeon5130的内存与缓存测试类似：ScicenMark v2.0 Membench的测试结果显示， Xeon5150在缓存测试带宽环节要更好——这得归功于其4M大容量L2缓存；但是到了内存带宽测试的这一环节，Opteron 2218平台测试结果为5126.32 MB/s，而Xeon 5150平台仅为3839.36 MB/s。
同样，Opteron 2218的L1缓存与Xeon 5150的L1缓存相比，同样处于ns级别的1.12与1.13两成绩，近似可以看做一个等同值；而在L2缓存延迟方面，Opteron2218处理器在64K数据块处，同样出现了一个较小的处理性能波动。
在Algorithm Bandwidth测试中，不同算法应用下的带宽测试结果显示，Opteron 2218在其中的8个项目中领先一步，Xeon5150在其中的5个项目中更显优势。
缓存与内存测试对比2：
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SiSoftware.Sandra.Enterprise.v2007.5.10.98 | ||
| 平台 | Opteron 2218 | Xeon 5150 |
|
Memory Bandwidth | ||
| RAM Int Buff iSSE2(MB/s) | 12296 | 5711 |
| RAM Float Buff iSSE2(MB/s) | 12178 | 5722 |
|
Memory Latency | ||
| Random Access | ||
| 1kB | 3.0 | 3.0 |
| 4kB | 3.0 | 3.0 |
| 16kB | 3.0 | 3.0 |
| 64kB | 3.0 | 14.1 |
| 256kB | 16.9 | 15.7 |
| 1MB | 22.0 | 16.1 |
| 4MB | 101.3 | 28.5 |
| 16MB | 103.6 | 115.2 |
| 64MB | 108.7 | 131.3 |
|
Linear Access | ||
| 1kB | 3.0 | 3.0 |
| 4kB | 3.0 | 3.0 |
| 16kB | 3.0 | 3.0 |
| 64kB | 3.0 | 12.3 |
| 256kB | 13.6 | 12.3 |
| 1MB | 16.9 | 12.3 |
| 4MB | 25.9 | 14.2 |
| 16MB | 25.9 | 22.8 |
| 64MB | 26.3 | 22.8 |
| Cache and Memory(MB/s) | ||
| 2KB | 119121 | 247648 |
| 4KB | 113065 | 303624 |
| 8KB | 112003 | 322999 |
| 16KB | 115273 | 337634 |
| 32KB | 145163 | 334945 |
| 64KB | 114125 | 317015 |
| 128KB | 95595 | 247283 |
| 256KB | 83297 | 95935 |
| 512KB | 73126 | 95098 |
| 1MB | 60027 | 91127 |
| 4MB | 36566 | 74884 |
| 16MB | 9859 | 9940 |
| 64MB | 9736 | 6756 |
| 256MB | 9475 | 6375 |
| 1GB | 7698 | 5100 |
拿本次测试数据与Opteron2214与Xeon5130的内存与缓存测试数据对比可以看到，两次对比测试数据的各项目比例非常接近。
我们将上表中内存延迟部分的随机与线性测试数据绘制成如下对比图：
随机测试：
线性测试：
如上两图，对比结果从双方L1、L2容量的不同处显示出来，在64K(Opteron2218的L1 Data容量大小)、4M处(Xeon5150的L2容量大小)两点处双方带宽值有比较大的差异。
网络应用之Web服务器性能测试对比：
在测试Web服务器的时候，我们选择了动态CGI应用进行测试。在整个动态测试过程中，吞吐量远没有达到被测服务器网卡的吞吐量上限，测试结果主要反映处理器、内存等部分的性能。
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如上图所示，在接入终端数为12或小于12的时候，Opteron2218平台的Web动态处理性能要略微显出优势；但当两平台接入的终端数均超过12后，双路Opteron 2218、4G DDR2-533的服务器平台，在服务器动态CGI请求处理能力上到达8198 Requests/s高点，而配置了双路Xeon 5150处理器、4GB FB-DIMM DDR2-533的服务器平台动态CGI请求处理能力达到了更高的8491 Requests/s，峰值相差约3.6%。
通过图形的方式，我们可以看到，在这个Web动态CGI应用测试环节，Opteron2218服务器平台与Xeon5150平台的整体性能差异同样微乎其微。
网络应用之数据库性能测试对比：
我们在被测服务器上安装了Microsoft SQL 2000 SP4，按照测试要求建立了数据库。BF在测试之前会在数据库中生成9个表，其中包括4个500万行的表格，每行包括100字节的数据，因此每个表格容量大约是476MB，整个数据库容量为1.86GB。我们用60个客户端模拟1600个用户，并且以8个一组依次增加，在这个数据库中进行查询、添加、删除、修改等操作。在测试期间，数据的吞吐量很小，因此磁盘吞吐量和网络吞吐量都不会成为瓶颈。
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从以上的处理性能曲线我们可以看到，Opteron 2218和Xeon 5150在处理数据库操作请求时，与在Web服务器测试中所表现出来的性状有同样的规律：Opteron 2218的曲线比较平滑，峰值出现在1544个虚拟用户接入被测服务器的时候，达到了39606.89 Tps，在1544个虚拟用户之后，服务器的处理能力均维持在39500 Tps的水平上；Xeon 5150在接入虚拟用户数为1424时,达到38391TPS的最高值，略低于Opteron 2218的峰值。
整体来看Opteron 2218与Xeon 5150两平台数据库压力曲线，两者的处理性能是极其贴近的。
【IT168评测中心】在本次Opteron2218平台与Xeon5150两平台的对比测试过程，出现了如下的结果：
1)在单机测试项目中，由于两系统所采用的技术结构、参数等各不相同，导致两系统在处理性能、内存带宽、延迟等各有上下；
2)在网络测试中，作为普遍实际应用的Web与数据库测试项目，两平台的综合性能极其接近。
综上，我们一向把单机的测试数据作为一种简单参考，而把实际网络应用的测试结果作为重要指标。而此次测试结果可见，分别采用不同厂商但主频接接近的Opteron2218(双路双核2.60Ghz)与Xeon5150(双路双核2.66Ghz)的处理平台，其综合性能同样相当。
那么，在Opteron2000与Xeon5100两个全系列产品中，是否会因不同的技术在某一频率区间有最适效应而导致其处理性能相对对方的异常优越？两系列所有产品部件与整体平台的能耗比又是怎么样的？请大家时刻关注IT168评测中心后续的测试动向。
