单路的较量+英特尔E3E5处理器性能对比.docx

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单路的较量+英特尔E3E5处理器性能对比

单路的较量英特尔E3&E5处理器性能对比

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2012年04月18日00:

01it168网站原创作者：

刘策编辑：

刘策评论：

1条

        【IT168 评测】3月初，英特尔在北京发布了新一代服务器处理器——至强E5-2600/1600系列。

其中，至强E5-2600定位在双路应用，包括了十余款产品，面向主流市场。

同时发布的至强E5-1600系列则面向单路应用，服务器和工作站均可。

这让我们不由得想起之前英特尔在单路服务器中布局的至强E3系列，究竟至强E3与E5有哪些区别，它们的性能有多大差异呢？

　　按照英特尔的定位，至强E5-1600仅支持单路处理器配置，但并不是为了取代E3产品。

E3-1200微处理器的目标是主流的单路服务器市场，而XeonE5-1600CPU主要定位于高性能的单路服务器市场。

E5的这个单处理器家族将包括三个型号：

E5-1620、E5-1650和E5-1660。

　　至强E5-1620是一个四核芯片，主频为3.6GHz，10MB三级缓存。

其它的两个——XeonE5-1650和E5-1660具有6颗CPU核，但是主频比E5-1620要低。

E5-1650的主频为3.2GHz，并具有12MB的三级缓存。

IntelE5-1660有3.3GHz主频和15MB的三级缓存。

　　就规格来说，E5-1600产品集成了所有SandyBridge特性，其中包括Hyper-Threading、TurboBoost、可信赖执行、VT-c/d/x以及AES和AVX。

关于新一代至强的特性及与E3处理器规格的比较，我们在之前的文章中已经介绍了许多，这里不再赘述了，有兴趣的读者请查看下面的链接：

英特尔至强E5服务器深度解析与首发评测

　　同样是定位单路，E5与E3的性能差距究竟有多大？

类似的架构下，E3与E5仅仅在于核心上的差异，那么这些差异真的明显吗？

下面我们将通过测试具体验证一下。

　　本次我们选取了至强E3-1240和至强E5-1650处理器进行测试。

这两款处理器在主频上较为接近，具备对比价值。

至强E3-1240处理器

至强E3-1240处理器信息

　　我们先来看看至强E3-1240处理器，它的主频为3.3GHz，睿频之后可以达到3.7GHz。

这款处理器具备4核心8线程，TDP为80W。

至强E5-1650处理器实物图

至强E5-1650处理器信息

　　被测E5-1650处理器主频为3.2GHz，同样采用32nm工艺，核心数量为6个，线程数为12个，TDP为130W。

测试平台信息

产品名称

至强E5-1650

至强E3-1240

处理器子系统

处理器型号

IntelXeonE3-1220

IntelXeonE3-1240

处理器架构

Intel32nmSandyBridge

Intel32nmSandyBridge

代号

SandyBridge

SandyBridge

处理器封装

Socket2011LGA

Socket1155LGA

核心/线程数量

6/12

4/8

主频

3.2GHz

3.3GHz

处理器指令集

MMX,SSE,SSE2,SSE3,

SSE4.1,SSE4.2,EM64T,VT-x,AES,AVX

MMX,SSE,SSE2,SSE3,

SSE4.1,SSE4.2,EM64T,VT-x,AES,AVX

外部总线

DMI

5.0GT/S

DMI

5.0GT/S

L1CodeCache

6×32KB8路集合关联

4×32KB8路集合关联

L1DataCache

6×32KB8路集合关联

4×32KB4路集合关联

L2Cache

6×256KB8路集合关联

4×256KB8路集合关联

L3Cache

12MB16路集合关联

8MB16路集合关联

服务器主板

主板芯片组

IntelC600

IntelC206

北桥芯片特性

2×QPI

VT-dGen2

2×QPI

VT-dGen2

子系统内存

控制器内存

每集成四通道U-ECCDDR31333CPU

每集成双通道U-ECCDDR31333CPU

内存类型

8GBR-ECCDDR31333SDRAM×4条

4GBR-ECCDDR31333SDRAM×4条

软件环境

操作系统

MicrosoftWindowsServer2008EnterpriseR2x64

MicrosoftWindowsServer2008EnterpriseR2x64

 　　本次测试中，为两颗处理器提供了近似的配置，区别在于E5平台的主频比E3平台略低0.1GHz，而内存容量增加了一倍。

SiSoftwareSandraProBusiness2012

产品名称

至强E5-1650

至强E3-1240

平台类型

单路IntelSandyBridge-EP

单路IntelSandyBridge

ProcessorArithmeticBenchmark

处理器算术运算测试

总计本地功效

163.35GOPS

103.19GOPS

总计本地功效对比速度

43.09MOPS/MHz

27.95MOPS/MHz

DhrystoneiSSE4.2

208.78GIPS

131.6GIPS

DhrystoneiSSE4.2vsSPEED

55.07MIPS/MHz

35.65MIPS/MHz

WhetstoneiSSE3

127.8GFLOPS

81GFLOPS

DhrystoneiSSE3vsSPEED

33.71MFLOPS/MHz

21.9MFLOPS/MHz

ProcessorMulti-MediaBenchmark

处理器多媒体测试

总计多媒体功效

364.88MPixel/s

170MPixel/s

总计多媒体功效对比速度

96.25kPixels/s/MHz

46.06kPixels/s/MHz

Multi-MediaIntx16iSSE4.1

314MPixel/s

195.12MPixel/s

Multi-MediaIntx16iSSE4.1vsSPEED

82.81kPixels/s/MHz

52.85kPixel/s/MHz

Multi-MediaFloatx8iSSE2

424.08MPixel/s

148.2MPixel/s

Multi-MediaFloatx8iSSE2vsSPEED

111.87kPixels/s/MHz

40.14kPixels/s/MHz

Multi-MediaDoublex4iSSE2

242.8MPixel/s

81MPixel/s

Multi-MediaDoublex4iSSE2vsSPEED

64.05kPixels/s/MHz

21.93kPixels/s/MHz

Multi-CoreEfficiencyBenchmark

处理器效能测试

内联核带宽

33.75GB/s

21.24GB/s

内联核带宽对比速度

9.12MB/s/MHz

5.89MB/s/MHz

内联核延迟（越小越好）

48.0ns

43.3ns

内联核延迟对比速度（越小越好）

0.13ns/MHz

0.12ns/MHz

Java算数性能测试

总计Java功效

112.66GOPS

75.7GOPS

总计Java功效对比速度

29.72MOPSMHz

20.50MOPSMHz

DhrystoneJava

199.84GIPS

119GIPS

DhrystoneJava对比速度

52.71MIPS/MHz

32.21MIPS/MHz

WhetstoneJava

63.51GFLOPS

48.18GFLOPS

WhetstoneJava对比速度

16.75MFLOPSMHz

13.05MFLOPS/MHz

Java多媒体性能测试

总计多媒体Java功效

42MPixel/s

29.5MPixel/s

总计多媒体Java功效对比速度

11.09kPixels/s/MHz

7.99kPixels/s/MHz

多媒体整数x1Java

44.16MPixel/s

28.82MPixel/s

多媒体整数x1Java对比速度

11.65kPixels/s/MHz

7.80kPixels/s/MHz

多媒体浮点数x1Java

40MPixel/s

30.2MPixel/s

多媒体浮点数x1Java对比速度

10.56kPixels/s/MHz

8.18kPixels/s/MHz

多媒体双精度x1Java

39.53MPixel/s

25.9MPixel/s

多媒体双精度x1Java对比速度

10.43kPixels/s/MHz

7.02kPixels/s/MHz

.NETArithmeticBenchmark

.NET算术运算测试

总计.NET功效

29.25GOPS

29.1GOPS

总计.NET功效对比速度

7.72MOPS/MHz

7.88MOPS/MHz

Dhrystone.NET

10.45GIPS

17.48GIPS

Dhrystone.NETvsSPEED

2.76MIPS/MHz

4.73MIPS/MHz

Whetstone.NET

81.86GFLOPS

48.48GFLOPS

Whetstone.NETvsSPEED

21.59MFLOPS/MHz

13.13MFLOPS/MHz

.NETMulti-MediaBenchmark

.NET多媒体测试

总计多媒体.NET功效

44.56MPixel/s

22MPixel/s

总计多媒体.NET功效对比速度

11.75kPixels/MHz

5.96kPixels/MHz

多媒体整数x1.NET

49.48MPixel/s

36.46MPixel/s

多媒体整数x1.NETvsSPEED

13.05kPixels/s/MHz

9.87kPixels/s/MHz

多媒体浮点数x1.NET

20.3MPixel/s

13.28MPixel/s

多媒体浮点数x1.NETvsSPEED

5.36kPixels/s/MHz

3.60kPixels/s/MHz

多媒体双精度x1.NET

40.14MPixel/s

26.23MPixel/s

多媒体双精度x1.NETvsSPEED

10.59kPixels/s/MHz

7.10kPixels/s/MHz

　　从上面的对比来看，除了个别项目中E5-1650的成绩相比E3-1240来说低了一些之外，大部分项目的成绩都有明显提升，幅度达到了70%以上，部分项目的成绩出现了翻几倍的情况。

虽然E5-1650相比E3-1240来说在主频上略低，但是核心数量的优势在这里得到了充分体现，也是提升性能的关键。

SiSoftwareSandraProBusiness2012

产品名称

至强E5-1650

至强E3-1240

平台类型

单路IntelSandyBridge

单路IntelSandyBridge

MemoryBandwidthBenchmark

内存带宽测试

总体内存性能

36.42GB/s

17.27GB/s

总体内存性能对比速度

23.31MB/sMHz

13.28MB/sMHz

整数B/FiSSE2内存带宽

36.33GB/s

17.27

整数B/FiSSE2内存带宽对比速度

23.25MB/sMHz

13.28MB/sMHz

整数B/FiSSE2内存带宽

36.51GB/s

17.27GB/s

整数B/FiSSE2内存带宽对比速度

23.37MB/sMHz

13.28MB/sMHz

MemoryLatencyBenchmark

内存延迟测试

内存延迟（越小越好）

26.7ns

75.4ns

内存延迟对比速度（越小越好）

0.02ns/MHz

0.06ns/MHz

速度因素（越小越好）

64.10ns

68.30ns

内部数据高速缓存

3.4clocks

4clocks

二级板载高速缓存

10.1clocks

11clocks

三级板载高速缓存

18.8clocks

35clocks

CacheandMemoryBenchmark

缓存及内存测试

缓存/内存带宽

181.32GB/s

95.69GB/s

缓存/内存带宽对比速度

48.98MB/s/MHz

26.54MB/s/MHz

速度因素（越小越好）

33.10

37.10

内部数据高速缓存

716.5GB/s

414.17GB/s

二级板载高速缓存

451GB/s

280GB/s

三级板载高速缓存

243GB/s

129.5GB/s

　　内存测试中我们看到E5-1650与E3-1240存在非常大的差异，成绩差距在一倍以上。

这是因为E3平台只能支持双通道，而E5平台支持四通道，更大的内存带宽对于性能的帮助也是巨大的。

因此从这个角度来说，同样是单路应用的话，E5更适合大内存高带宽的应用。

　　SPEC是标准性能评估公司（StandardPerformanceEvaluationCorporation）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。

　　SPEC2006是SPEC组织推出的一套子系统评估软件，它包括CINT2006和CFP2006两个子项目，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、和编译器都会影响最终的测试性能，而I/O（磁盘）、网络、和图形子系统对于SPECCPU2006的影响比较小。

　　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、电子邮件和Web服务器等基于整数应用的多处理器系统的性能。

　　为了运行SPECCPU2006测试，我们统一安装了WindowsServer2008Enterprisex64EditionSP1，在主流的x64处理器下，原生64应用要比32位下快。

我们还安装了VisualStudio2005SP1、C++/FortranCompiler10.0.025编译器，对于支持SSE3指令集的处理器，我们使用了QxO编译指令进行了优化。

编译时未使用SmartHeap商业优化库。

　　SPEC测试代表了绝大多CPU密集型的运算，包括编程语言、压缩、人工智能、基因序列搜索、视频压缩及各种力学的计算等，包含了多种科学计算，可以用来衡量系统执行这些任务的快慢。

SPECbase测试包括浮点（fp）与整数运算（int）两部分。

　　整数运算主要包含编译、压缩、人工智能、视频压缩转换、XML处理等，此外，各种日常操作也主要是基于整数操作。

SPECCPU2006的整数运算包含了400.perlbenchPERL编程语言、401.bzip2压缩、403.gccC编译器、429.mcf　组合优化、445.gobmk人工智能：

围棋、456.hmmer基因序列搜索、458.sjeng人工智能：

国际象棋、462.libquantum物理：

计算、464.h264ref视频压缩、471.omnetpp离散事件仿真、473.astar寻路算法、483.xalancbmkXML处理共12项。

SPECCPU2006整数测试成绩

　　浮点运算包括的全部都是科学运算，科学运算需要用到大量的高精度浮点数据，如410.bwaves流体力学、416.gamess化学、433.milc量子力学、434.zeusmp物理：

计算流体力学、435.gromacs生物化学/分子力学、436.cactusADM物理：

广义相对论、437.leslie3d流体力学、444.namd生物/分子、447.dealII有限元分析、450.soplex线形编程、优化、453.povray影像光线追踪、454.calculix结构力学、459.GemsFDTD计算电磁学、465.tonto量子化学、470.lbm流体力学、481.wrf天气预报、482.sphinx3语音识别共17项测试。

SPECCPU2006浮点运算测试成绩

　　从测试成绩来看，整数测试中E3-1240还有略微占据优势的项目，毕竟主频稍微高一点；但是在浮点中就已经是E5-1650全面领先了。

从领先的幅度来看，基本是60%以上，比与线程提升的比率基本一致。

IntelXeonE3-1240

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优点：

不足：

至强E5性能出色，整数和浮点运算均较E3产品有较大提升

-

评价观点：

在英特尔以往的战略中，3系列处理器仅仅是为单路平台而设计的。

但是从E7系列开始，我们越来越多的看到英特尔正在不断调整策略，淡化处理器各个系列之间的界限，E7系列就有面向双路应用大内存产品。

此次E5-1600的出现也切合了这种想法。

这款定位单路应用的处理器在性能上秉承了SandyBridge-EP的优势，特别是在核心、线程上比E3有了明显的提升。

加上四通道内存的帮助，E5-1600在整体的表现上要大大强于E3处理器，性能提升接近一倍。

换句话说，E5-1600系列提供了更好的单路解决方案。

对于那些需要高性能应用、需要大容量内存却又迫于价格压力的用户，单路E5-1600是取代E3的一个不错选择。

用户若没有太多要求的话，E3系列的性能也可以接受。

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