姫野ベンチの使用方法・測定結果一覧 （Linux編）無償で利用できるベンチマークソフト「姫野ベンチマーク」（略称：姫野ベンチ）を用いて、LinuxサーバのCPU性能・メモリ性能を測定する際の手順メモです。姫野ベンチの公式サイトからソースコードをダウンロードしてコンパイルします。コンパイラはgccを使用しています。

姫野ベンチとは「ポアッソン方程式解法をヤコビの反復法で解く場合に主要なループの処理速度を計る」ベンチマーク用プログラムで、CPUの性能だけではなくメモリの性能が処理速度に大きく影響する“メモリバウンドな”性能特性を持っています。

今日、DBMSやWebアプリケーション等、多くのソフトウェアの実行速度がメモリ性能の影響を受けています。そして、姫野ベンチによる測定結果は、このようなソフトウェアの実行速度と相関関係を持ちます。姫野ベンチの測定結果は、異なるハードウェア上でのソフトウェアの実行速度を予測する際にも役立てることができます。

姫野ベンチのインストール手順

ディレクトリの作成

$ cd /home/user
$ mkdir himenobench
$ cd himenobench

ソースコードのダウンロード

次のURLより、LZH形式で圧縮されたソースファイルをダウンロードして下さい。
この手順メモでは、ソースコード（C, static allocate version）、問題サイズ「M」（256 x 128 x 128）の「cc_himenoBMTxp_m.lzh」を選択しています。
http://accc.riken.jp/supercom/himenobmt/download/win-mac/

なお、問題サイズ「M」（256 x 128 x 128）の場合、ベンチマーク実行中、姫野ベンチが約226MBのメモリを使用します。swapが発生する環境ではCPU性能の正確な測定ができないため、メモリ容量には注意が必要です。
 

lzhファイルの展開

LZH形式で圧縮されたソースファイルをlhaコマンドで解凍します。lhaコマンドで解凍した際、ファイル名が小文字になるため、解凍後にmvコマンドでファイル名を変更します。

$ cd /home/user/himenobench
$ lha e cc_himenoBMTxp_m.lzh
$ mv himenobmtxps.c himenoBMTxps.c

Ubuntu等、デフォルトでlhaが導入されていないディストリビューションでは、そのままではlzhファイルを展開できません。このような場合は、apt-getコマンド等でlhaを追加インストールして下さい。

$ sudo apt-get install lha-sjis

make

$ make

姫野ベンチの実行手順

実行前の空きメモリ容量確認

姫野ベンチは実行中に大量のメモリを使用するので注意が必要です。swapが発生する環境では正確に測定できないため、実行前にfreeコマンド等で空きメモリ容量を確認した上で実行して下さい。（問題サイズ「M」の場合、約226MBのメモリを使用します。）

$ free -m

実行

次のコマンドでベンチマークを実行します。実行時間は約1分です。

$ ./bmt

実行結果例

測定終了後、次のような実行結果が表示されます。このサーバが「約277MFLOPS」の性能を持っていることが分かります。（測定環境：Pentium 4 1.7GHz , CentOS 3.6 , 2.4.21-37.EL）

mimax = 129 mjmax = 129 mkmax = 257
imax = 128 jmax = 128 kmax =256
 Start rehearsal measurement process.
 Measure the performance in 3 times.
 
 MFLOPS: 272.401706 time(s): 1.509959 1.693779e-03
 
 Now, start the actual measurement process.
 The loop will be excuted in 119 times
 This will take about one minute.
 Wait for a while
 
 Loop executed for 119 times
 Gosa : 1.348843e-03
 MFLOPS measured : 277.147170   cpu : 58.869485
 Score based on Pentium III 600MHz : 3.379844

姫野ベンチの実行手順 – 応用編

並列実行

姫野ベンチの実行コマンド「./bmt」をbashの「&」（Ampersand）で連結することによって、姫野ベンチをバックグラウンドで並列実行することができます。このコマンド例では、姫野ベンチを4並列で実行しています。こちらも実行時間は約1分です。

$ ./bmt & ./bmt & ./bmt & ./bmt &

MPIやOpenMPを利用しない簡易な実行方法ではありますが、このように姫野ベンチを並列実行することで、マルチコア・マルチスレッド環境におけるCPUの全体性能を簡単に確認することができます。
（参考 ： ハイパースレッドによるCPU性能向上効果検証 （Linux編） ）

測定結果一覧

実環境での測定結果を一覧にまとめました。測定条件等は以下の通りです。

• 他の処理が実行されていない無風時に測定
• 測定結果は5回実行した結果の中央値を「MFLOPS」値で記載
• [ nCPU ] : CPU n個 を搭載した状態で測定
• [ HT ] : ハイパースレッド（Hyper-Threading） ONの状態で測定

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参考になるサイト

理化学研究所 情報基盤センター – 姫野ベンチマーク
姫野ベンチの公式サイト。ソースファイルの提供や実測結果の一覧も。