Benchmarks / Systemperformance

Die Gesamtperformance eines Systems wird maßgeblich durch folgende Kompetenten bestimmt :

CPU / Chipsatz

Arbeitsspeicher

Festplatten

Grafikkarten

Memtest ( Überprüfung des Arbeitsspeicher )hdparm ( Festplatten Benchmark )Auslesen der aktuellen
Parameter
IOzone ( Dateisystem Benchmark )
Load Cycle Count Problematik bei “Green” HDDs
Smartwerte auslesen
Weblinks CPU / ChipsatzWeblinks Festplatten Weblinks Grafikarten
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CPU / Chipsatz

Prozessor / Chipsatz

Der Prozessor, auch  CPU ( Central Processing Unit ) ist der Zentrale Kern eines jeden Rechnen Systems. Die CPU in Kombination mit dem auf der Hauptplatine befindlichen Chipsatz legen die grundlegenden Eigenschaften und Erweiterungsmöglichkeiten eines Rechensystems fest.

Weblinks Prozessor

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Arbeitsspeicher

Arbeitsspeicher ( Random Access Memory )

Der Arbeitsspeicher ist ein flüchtiger Speicher in dem die aktuellen Daten laufender Programme abgelegt werden. Der RAM ist um vielfaches schneller als Festplatten ( HDD und SSD ) und bestimmt neben dem Prozessor somit die Gesamtperformance eines Rechensystems. Der Datendurchsatz des RAMs wird durch Zugriffsgeschwindigkeit, Datenübertragung und der Größe ( GiB ) des RAM/der RAM Module  beeinflusst. Weiterhin unterstützen die meisten heutigen Chipsätze den Dual Channel Modus bei dem die RAM Module parallel angesprochen werden wodurch sie eine Verdoppelung der Speicherbandbreite ergibt. Neuste Chipsätzen unterstützen Tripple oder sogar Quad Channel Modi.

Arbeitspeicher mit Memtest überprüfen

Memtest86 ist eine Software, mit der man den Arbeitsspeicher eines Computers auf Fehler überprüfen kann. Das Programm überprüft den Arbeitsspeicher mittels eines Stresstests auf Fehler und zeigt gegebenenfalls die Speicheradresse von fehlerhaften Speicherzellen in einer Liste an. Die Software wird gleich nach dem Systemstart geladen und ausgeführt; ein Betriebssystem ist nicht erforderlich.

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Festplatten

Festplatten

Die Performance des Festspeichers setzt sich aus der Zugriffszeit und Datendurchsatz der Festplatte und der des Dateisystems zusammen.

Festplatten Geschwindigkeit ( hdparm ) :

Hdparm ist ein Linux basierender Benchmark/Configurator für Hardware und zeigt/setzt Parameter von Laufwerken, die am (E)IDE,- SATA und SAS Bus angeschlossen sind. Festplatten, SSDs und CD/DVD/Blue-Ray-Laufwerke sind typische Geräte, die angesprochen werden können. USB Geräte können aufgrund des fehlenden Befehlssatzes für ATA/ATAPI Protokolle in der Regel nicht angesprochen werden. Im Folgenden sind einige Parameterbeispiele für den hdparm Befehl aufgelistet.

  • hdparm -B 255 – Konfiguration der HDD APM Funktion ( 0,128,254,255  – 255 deaktiviert APM)
  • hdparm -I – Direktes Auslesen der Festplatten Parameter ( ausführlicher als der i Parameter )
  • hdparm -Tt /dev/sda – Messung des Datendurchsatzes
Infosource

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Dateisystem Geschwindigkeit ( iozone ) :

IOzone ist ein Benchmark für Dateisysteme und für viele Plattformen nutzbar. Aus dem Grund eignet sich IOzone sehr gut zum Performance Vergleich verschiedener Dateisysteme auf Basis verschiedener Betriebssysteme. Das Programm kann meist über die Paketquellen installiert werden ( Ubuntu/Debian Installationsskript ) liegt aber auch im Quellcode vor wobei es dann vor dessen Einsatz erst für das entsprechende Betriebssystem und die genutzte Hardwarearchitektur compiliert werden muss.
IOzone bietet eine Vielzahl an Parametern sowie die Möglichkeit über das Erzeugen einer Ausgabedatei das Ergebnis grafisch darzustellen. Einige Parameter sind im Folgenden aufgelistet :

Häufig genutzte Parameter  :

  • Angabe des zu testenden Dateisystems
    • iozone /dev/sdXX      —–>    iozone /dev/sda1
  • Angabe Testdateigröße
    • iozone -s #k|#m|#g    —–>   iozone -s 10g
  • Angabe der von iozone zu verwendenden Blockgröße
    • iozone -r #k|#m|#g    —–>   iozone -s 10g -r 8k
  • Angabe der Testparameter
    • iozone -i ID                   —–>   iozone -i 0 -i 1 -s 10g -r 8k
      • ID  0 : write/rewrite – Schreibgeschwindigkeit / Schreibgeschwindigkeit einer bereits existierenden Datei
      • ID   1 : read/re-read – Lesegeschwindigkeit / Lesegeschwindigkeit einer bereits eingelesenen Datei
      • ID   2 : random-read/write – Lese/Schreibgeschwindigkeit für wahlweises  Lesen/Schreiben
      • ID   3 : read-backwards – Lesegeschwindigkeit für rückwärtiges Lesen einer Datei
      • ID   4 : re-write-record – Schreibgeschwindigkeit einer bereits existierenden Datei
      • ID   5 : stride-read – Lesegeschwindigkeit von Datensätze in bestimmten Intervallen
      • ID   6 : fwrite/re-fwrite – Funktion wird für das Schreiben einer Datei
      • ID   7 : fread/Re-fread – Funktion wird für das Lesen einer Datei
      • ID   8 : mixed workload
      • ID   9 : pwrite/Re-pwrite – Funktion wird für das Schreiben einer Datei benutzt
      • ID 10 : pread/Re-pread – Funktion wird für das Lesen einer Datei benutzt
      • ID 11 : pwritev/Re-pwritev – Funktion wird für das Schreiben einer Datei benutzt
      • ID 12 : preadv/Re-preadv – Funktion wird für das Lesen einer Datei benutzt
  • Angabe der min. und max. zu nutzenden Threads -l (lower) -u (upper)
    • iozone -l # -u #             —–>   iozone -i 0 -i 1 -l 1 -u 10 -s 10g -r 8k
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Häufig genutzte Parameterkombinationen :

  • iozone -R -l 5 -u 5 -r 4k -s 100m | tee -a /tmp/iozone_results.txt
  • iozone -s 2g -r 64 -i 0 -i 1 -t 1  (Iozone with a file of 2GB, 64KB record size, write/rewrite and read/re-read test, using just one thread.)
  • iozone -s 4g -r 2k -r 4k -r 8k -r 16k -r 32k -O -b /tmp/results.xls
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Erzeugen eines Graphen mit gnuplot :

Das Ubuntu/Debian Installationsskript konfiguriert das System um mittels gnuplot die Ausgabedatei grafisch darzustellen. Die Syntax zur darstellung der Graphen lautet :

Bei der manuellen Installation befinden sich die benötigten Scripte und Datein in dem Ordner /usr/share/doc/iozone3/examples/. Diese Scripte müssen ggf. noch überarbeitet werden :

  • chmod 755 Generate_Graphs
  • Temporärer Ordner für das erstellen der gnuplot Datein
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Load cycle count Problematik bei “Green” HDDs

Viele WD/Samsung Green Festplatten haben das Problem, das der Load Cycle Count, kurz LCC, verhältnismäßig schnell ansteigt. Dieses wird durch den ständigen Wechsel zwischen dem Energiesparmodus und dem normalen Modus verursacht. Speziell bei Unix/Linux basierten Systemen tritt das LCC Problem auf, da der Kernel alle 30 Sekunden auf die HDD zugreift. Dadurch kommt es zu einem ständigen wechseln der Modis. Auf Grund der LCC Wert Begrenzung für Festplatten, verkürzt sich die Lebendauer einer betroffenen Festplatte dadurch extrem. Da viele heuteige NAS Systeme auf Linux basieren, betrifft das LCC Problem ebenfalls viele nicht Linux Nutzer, die ein NAS verwenden. Es gibt 2 Möglichkeiten um den Energiesparmodus der HDD zu deaktivieren.

Infosource
  1. Setzen des APM Wertes mittels hdparm auf 255 ( deaktiviert ) : hdparm -B 255 /dev/sdX
  2. bei fehlendem APM Support der HDD muss ein externes Programm verwendet werden :
    • für Windows/DOS basierende Systeme kann das Programm widdle3 genutzt werden
    • für Linux basierende Systeme kann das idle3-tool genutzt werden ( ACHTUNG : testing status )
    • für die WD Red Serie kann das wd5741 Programm genutzt werden
  • Windows :
  • WDIDLE3 Parameter
  • widdle3 /D = deaktivieren
  • widdle3 /S = Zeitraum festlegen
  • Linux :
  • idle3ctl -g /dev/sdX = aktuellen Wert anzeigen
  • idle3ctl -s /dev/sdX= Wert setzen ( 1-254 / 1-128 – 1/10 sek // 129 – 254 = 30 sek schritte * )

* Der Wert 80 bedeutet 8 Sekunden (Standard). Von 1-128, die  Werte bedeuten 1/10 von einer Sekunde, z.B. 128 bedeutet 12.8 Sekunden. Zwischen 129 und 254 geht es aber in 30 Sekunden Schritten weiter. 129 sind 30 Sekunden, 130 sind 60 Sekunden und ein Wert von 200 wären also 2160 Sekunden bzw. 36min.

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Smartwerte auslesen

Der Smart ( Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology ) Status von Festplatten kann mit folgenden Programmen ausgelesen werden :

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Grafikkarten

Grafikkarten

Die wichtigsten Komponenten moderner Grafikkarten sind GPU und  Video-RAM, sowie die Anschlüsse für externe Geräte. Heutige Grafikkarten werden  als PC-Erweiterungskarten über das PCI Express Bussystem, früher auch AGP, PCI, ISA, oder VLB Bussysteme mit der Hauptplatine verbunden oder sind direkt im Chipsatz auf der Hauptplatine enthalten. Mittlerweile ist die Integration soweit vorangeschritten, dass bereits in Hauptprozessoren Bestandteile für die Grafikausgabe vorhanden sind (bei Intel seit Core iX-Generation, bei AMD im Fusion-Programm).

Auslesen der aktuellen Parameter :

Der Xserver gibt das aus, was vom TV bzw. AVR als bevorzugte Auflösung und Bildwiederholfrequenz gemeldet wird (s. Ausgabe von xrandr ). Es besteht auch die Möglichkeit mit Hilfe einer eigenen xorg.conf die Ausgabe Modi selbst zu definieren. ACHTUNG : Falsch konfigurierte Modi können die Hardware beschädigen !

Die grundlegen Parameter für die Grafikausgabe werden vom Xserver des Systems festgelegt und können mit folgendem Befehl ausgelesen werden :

Bei einer SSH Verbindug zu dem betreffenden System muss die Umgebungsvariable für das Display vor dem o.g. Aufruf gesetzt werden. Normalerweise läuft der X-Server auf DISPLAY :0 . Demnach wird die Umgebungsvariable mit folgenden Befehl gesetzt :

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Kategorie(n): Anleitungen, Grundlagen, Linux

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