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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