Linux-Stream内存带宽及MLC内存延迟性能测试方法

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摘要

1、Stream内存带宽测试 Stream是业界主流的内存带宽测试程序，测试行为相对简单可控。该程序对CPU的计算能力要求很小，对CPU内存带宽压力很大。随着处理器核心数量的增大，而内存带宽并没有随之成线性增长，因此内存带宽对提升多核心的处理能力就越发重要。Stream具有良好的空间局部性，是对TLB友好，Cache友好的一款测试程序，其分为Copy、Scale、Add和Triad四个更基本的测试功能。

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1、Stream内存带宽测试

Stream是业界主流的内存带宽测试程序，测试行为相对简单可控。该程序对CPU的计算能力要求很小，对CPU内存带宽压力很大。随着处理器核心数量的增大，而内存带宽并没有随之成线性增长，因此内存带宽对提升多核心的处理能力就越发重要。Stream具有良好的空间局部性，是对TLB友好，Cache友好的一款测试程序，其分为Copy、Scale、Add和Triad四个更基本的测试功能。

Copy为最简单的操作，即从一个内存单元中读取一个数，并复制到另一个内存单元，有2次访存操作。
Scale是乘法操作，从一个内存单元中读取一个数，与常数scale相乘，得到的结果写入另一个内存单元，有2次访存。
Add是加法操作，从两个内存单元中分别读取两个数，将其进行加法操作，得到的结果写入另一个内存单元中，有2次读和1次写共3次访存。
Triad是前面三种的结合，先从内存中读取一个数，与scale相乘得到一个乘积，然后从另一个内存单元中读取一个数与之前的乘积相加，得到的结果再写入内存。所以，有2次读和1次写共3次访存操作。

从上述的结果我们可以看出，测试的内存带宽Add>Triad>Copy>Scale。这是因为访存次数越多，内隐藏的访存延迟越大，得到的带宽越大。同理，运算的操作越复杂，操作时间就越长，程序运行时间就越长，得到的访存带宽就相应减少。这就是为什么3次访存的操作得到的带宽比2次访存操作得到的要大，而相同访存次数的操作，加法要比乘法得到的结果要好。

2、MLC内存延迟测试

影响应用程序性能的一个关键因素是应用程序从处理器缓存和从内存子系统获取数据所消耗的时间，（Intel Memory Latency Checker(Intel MLC) 是一个用于测试延迟和带宽随着系统负载增加而变化的工具; 支持 Linux 、Windows；实现方法是: MLC 创建压测主机逻辑处理器数量减 1 个线程，然后使用这些线程生成压测流量，余下的 1 个 vCPU 用于运行一个测量延迟的线程。

类型	预期结果	测试步骤
stream内存带宽测试	Best Rate数值越高越好	1、安装gcc下载http://www.cs.virginia.edu/stream/FTP/Code/stream.c 2、编写测试脚本stream_test.sh 3、执行脚本 #!/bin/bash #获取可用memory available_memory_size=$(free -m \| grep Mem \| awk ' { print ($4)10241024 } ' ) #计算最大array_size array_size=$((available_memory_size/8/6)) #编译stream gcc -O stream.c -fopenmp -DSTREAM_ARRAY_SIZE=$array_size -DNTIME=30 -mcmodel=medium -o stream.o #执行测试 ./stream.o
MLC内存延迟测试	ns的值越低越好	1、下载wget https://downloadmirror.intel.com/736634/mlc_v3.9a.tgz 并解压tar -zxvf mlc_v3.9.tgz 2、执行命令 ./Linux/mlc --idle_latency -e -r -l128 -D8192

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