STREAM

ベンチマークの説明

は、メモリのスループットを測定するために長年使用されてきた総合的なベンチマークで、John

McCalpin

氏がデラウェア大学に教授として在職中に、氏によって開発されました。現在はバージニア大学

でサポートされており、ソースコードを Fortran または C のいずれでもダウンロードできます。STREAM

は、特に

HPC（ハイパフォーマンスコンピューティング）分野で、重要な役割を担っています。例えば、

STREAM は、HPC Challenge ベンチマークスイートの一部として使用されています。

このベンチマークは、PC とサーバシステムの両方で使用できるように設計されています。測定単位は、

[GB/s] であり、1 秒あたりにリード／ライト可能なギガバイト数です。

STREAM

では、シーケンシャルアクセスでのメモリスループットを測定します。メモリ上のシーケンシャ

ルアクセスは、CPU キャッシュが使用されるため、一般にランダムアクセスより高速です。

ベンチマーク実行前に、測定環境に合わせて、STREAM のソースコードを調整します。また、CPU キャッシュによる測定結果への影響ができるだけ尐なくなるよう、データ領域のサイズは、全 CPU キャッシュの総容量の

4

倍以上にする必要があります。ベンチマーク中にプログラムの一部を並列実行するために、

OpenMP

プログラムライブラリを使用します。これにより、利用可能なプロセッサコアに対して最適な負

荷分散が行われます。

STREAM

ベンチマークでは、8 バイトの要素で構成されるデータ領域が、4 つの演算タイプに連続的にコ

ピーされます。COPY 以外の演算タイプでは、算術演算も行われます。

演算タイプ演算ステップあたりのバイト数ステップあたりの浮動小数点演算

COPY a(i) = b(i) 16 0

SCALE a(i) = q × b(i) 16 1

SUM a(i) = b(i) + c(i) 24 1

TRIAD a(i) = b(i) + q × c(i) 24 2

スループットは、演算タイプ別に GB/s で表されます。しかし最近のシステムでは、通常、演算タイプによる値の差はほんのわずかです。そのため、一般的に、性能比較には

TRIAD の測定値だけが使用されます。

測定結果は、主にメモリモジュールのクロック周波数によって変わります。また、算術演算は、CPU によって影響を受けます。結果の精度は約 5 ％です。

本章では、スループットを

10

のべき乗で表しています。（1 GB/s = 10⁹

Byte/s）

ベンチマーク結果

PRIMERGY RX300 S6

の STREAM の値は、Xeon 5600 シリーズのプロセッサを使用して測定しました。

ベンチマークプログラムは、インテル C コンパイラー

12.0

でコンパイルし、SUSE Linux Enterprise

Server 11 SP1（64 ビット）で実行しました。

データ領域は 4,000 万個の要素で構成されます。これは約 305 MB に相当します。

プロセッサコア GHz L3 キャッシュ メモリ周波数 TDP TRIAD [GB/s]

Xeon E5603 4 1.60 4 MB 1067 MHz 80 W 27.2

Xeon E5606 4 2.13 8 MB 1067 MHz 80 W 27.2

Xeon E5607 4 2.27 8 MB 1067 MHz 80 W 27.2

Xeon X5647 4 2.93 12 MB 1067 MHz 130 W 33.4

Xeon E5645 6 2.40 12 MB 1333 MHz 80 W 35.8

Xeon E5649 6 2.53 12 MB 1333 MHz 80 W 35.9

Xeon X5675 6 3.07 12 MB 1333 MHz 95 W 40.1

Xeon X5690 6 3.47 12 MB 1333 MHz 130 W 39.7

Xeon X5687 4 3.60 12 MB 1333 MHz 130 W 40.1

測定結果から、最大メモリ周波数が 1067 MHz のプロセッサと 1333 MHz のプロセッサの違いがはっきりとわかります。Xeon X5647 は、高クロック周波数と大容量 L3 キャッシュにより、メモリ周波数 1067

MHz

のプロセッサの中でも優れたパフォーマンスを示しています。

6

コアのプロセッサでも、

4

コアのプロセッサと同程度のスループットになっています。これは、CPU あたり 4 スレッドで、メモリコントローラーの容量の上限に達しているためです。

次のグラフは、PRIMERGY RX300 S6 とその旧モデルである PRIMERGY RX300 S5 のスループットを、最大パフォーマンス構成で比較したものです。

STREAM TRIAD 0

5 10 15 20 25 30 35 40 45

PRIMERGY RX300 S5 2 × Xeon W5590

PRIMERGY RX300 S6 2 × Xeon X5687 37.0

40.1 GB/s

ベンチマーク環境

STREAM の測定は、次のハードウェアおよびソフトウェア構成の PRIMERGY RX300 S6 または仕様が等価

の PRIMERGY TX300 S6 で行いました。

ハードウェア

モデル

PRIMERGY RX300 S6

／

PRIMERGY TX300 S6

CPU Xeon E5603、E5606、E5607、E5645、E5649、X5647、X5675、X5687、X5690

コア数

2 チップ

Xeon E5603、E5606、E5607、X5647、X5687： 8 コア

その他すべて：

12 コア

1 次キャッシュ 32 KB（命令） + 32 KB（データ）オンチップ（コアあたり）

2 次キャッシュ 256 KB オンチップ（コアあたり）

その他のキャッシュ

Xeon E5603

：

4 MB

（命令

+

データ）オンチップ（チップあたり）

Xeon E5606、E5607： 8 MB（命令 + データ）オンチップ（チップあたり）

その他すべて：

12 MB（命令 + データ）オンチップ（チップあたり）

メモリ

4 GB PC3-10600R DDR3-SDRAM × 12 枚

ソフトウェアオペレーティング

システム

SUSE Linux Enterprise Server 11 SP1（64 ビット）

コンパイラーインテル C コンパイラー 12.0 ベンチマーク

Stream.c バージョン 5.9

国または販売地域によっては、一部のコンポーネントが利用できない場合があります。

http://ts.fujitsu.com/primergy

PRIMERGY RX300 S6 データシート（英語）

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=db314489-bd5d-411e-9163-1f2bc1934810 Xeon 5600（Westmere-EP）搭載システムのメモリパフォーマンス

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=e88beb76-a61b-4fad-8081-9f941d12476b RAID コントローラーのパフォーマンス

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=38e25913-195d-4f59-9efa-adaa2478ad6b

単一ディスクのパフォーマンス

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=de940140-2f25-4207-8862-563c4d91f30c

PRIMERGY のパフォーマンス

http://ts.fujitsu.com/products/standard_servers/primergy_bov.html

OLTP-2

ベンチマークの概要 OLTP-2

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=9775e8b9-d222-49db-98b1-4796fbcd6d7a

SAP SD

http://www.sap.com/benchmark

ベンチマークの概要 SAP SD

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=ab13a8c0-44d8-40ee-9415-695d372e2e7b

SPECcpu2006

http://www.spec.org/osg/cpu2006

ベンチマークの概要 SPECcpu2006

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=00b0bf10-8f75-435f-bb9b-3eceb5ce0157

SPECjbb2005

http://www.spec.org/jbb2005

ベンチマークの概要 SPECjbb2005

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=18c15041-a25f-4d23-b0a5-5742dd5715ba

SPECpower_ssj2008

http://www.spec.org/power_ssj2008

ベンチマークの概要 SPECpower_ssj2008

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=a133cf86-63be-4b5a-8b0f-a27621c8d3c5

STREAM

http://www.cs.virginia.edu/stream/

TPC-E with TPC-Energy

http://www.tpc.org/tpce

ベンチマークの概要 TPC-E

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=4d3c087a-6978-4923-849f-e4288af8615a

ドキュメント内パフォーマンスレポート PRIMERGY RX300 S6 (ページ 55-59)

STREAM

ベンチマークの説明

STREAM

McCalpin

HPC（ハイパフォーマンスコンピューティング）分野で、重要な役割を担っています。例えば、

STREAM は、HPC Challenge ベンチマークスイートの一部として使用されています。

[GB/s] であり、1 秒あたりにリード／ライト可能なギガバイト数です。

STREAM

4

OpenMP

STREAM

COPY a(i) = b(i) 16 0

SCALE a(i) = q × b(i) 16 1

SUM a(i) = b(i) + c(i) 24 1

TRIAD a(i) = b(i) + q × c(i) 24 2

TRIAD の測定値だけが使用されます。

10

Byte/s）

ベンチマーク結果

PRIMERGY RX300 S6

12.0

Server 11 SP1（64 ビット）で実行しました。

Xeon E5603 4 1.60 4 MB 1067 MHz 80 W 27.2

Xeon E5606 4 2.13 8 MB 1067 MHz 80 W 27.2

Xeon E5607 4 2.27 8 MB 1067 MHz 80 W 27.2

Xeon X5647 4 2.93 12 MB 1067 MHz 130 W 33.4

Xeon E5645 6 2.40 12 MB 1333 MHz 80 W 35.8

Xeon E5649 6 2.53 12 MB 1333 MHz 80 W 35.9

Xeon X5675 6 3.07 12 MB 1333 MHz 95 W 40.1

Xeon X5690 6 3.47 12 MB 1333 MHz 130 W 39.7

Xeon X5687 4 3.60 12 MB 1333 MHz 130 W 40.1

MHz

6

4

ベンチマーク環境

STREAM の測定は、次のハードウェアおよびソフトウェア構成の PRIMERGY RX300 S6 または仕様が等価

PRIMERGY RX300 S6

PRIMERGY TX300 S6

CPU Xeon E5603、E5606、E5607、E5645、E5649、X5647、X5675、X5687、X5690

2 チップ

Xeon E5603、E5606、E5607、X5647、X5687： 8 コア

12 コア

1 次キャッシュ 32 KB（命令） + 32 KB（データ）オンチップ（コアあたり）

2 次キャッシュ 256 KB オンチップ（コアあたり）

Xeon E5603

4 MB

+

Xeon E5606、E5607： 8 MB（命令 + データ）オンチップ（チップあたり）

12 MB（命令 + データ）オンチップ（チップあたり）

4 GB PC3-10600R DDR3-SDRAM × 12 枚

SUSE Linux Enterprise Server 11 SP1（64 ビット）

Stream.c バージョン 5.9

関連資料

http://ts.fujitsu.com/primergy

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=db314489-bd5d-411e-9163-1f2bc1934810 Xeon 5600（Westmere-EP）搭載システムのメモリパフォーマンス

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=e88beb76-a61b-4fad-8081-9f941d12476b RAID コントローラーのパフォーマンス

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=38e25913-195d-4f59-9efa-adaa2478ad6b

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=de940140-2f25-4207-8862-563c4d91f30c

http://ts.fujitsu.com/products/standard_servers/primergy_bov.html

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=9775e8b9-d222-49db-98b1-4796fbcd6d7a

http://www.sap.com/benchmark

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=ab13a8c0-44d8-40ee-9415-695d372e2e7b

http://www.spec.org/osg/cpu2006

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=00b0bf10-8f75-435f-bb9b-3eceb5ce0157

http://www.spec.org/jbb2005

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=18c15041-a25f-4d23-b0a5-5742dd5715ba

http://www.spec.org/power_ssj2008

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=a133cf86-63be-4b5a-8b0f-a27621c8d3c5

http://www.cs.virginia.edu/stream/

http://www.tpc.org/tpce

http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=4d3c087a-6978-4923-849f-e4288af8615a