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Linuxファイルシステムベンチマーク第1回 ext2,ext3,JFS,ReiserFS,XFS,NTFS

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ext3ファイルシステムは、機能面・信頼性・性能面で非常にバランスの取れたファイルシステムであり、多数のディストリビューションで「標準のファイルシステム」として採用・サポートされてきました。現時点(2009年時点)では事実上、「Linux標準ファイルシステム」の地位を築いていると言っても過言ではありません。

しかしながら、Linux標準ファイルシステムのext3だけではなく、他ファイルシステムへの対応やサポートを売りにするディストリビューションも数多く登場しています。また、ext4やbtrfs等、次のLinux標準ファイルシステムと目されるファイルシステムも、現在、非常に活発に開発が進められています。

このような状況の中、ext3から他のファイルシステムに乗り換える価値、他のファイルシステムを採用する価値はどの程度あるのでしょうか。ファイルシステムのベンチマークツール「bonnie++」を用いて性能ベンチマークを行い、複数のファイルシステムを性能面から比較してみました。

Linuxファイルシステム比較 – ディスク容量使用効率編

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システムの設計時にハードウェア構成のサイジングを行う際には、「ファイルシステムの実効ディスク容量」(= 物理ディスクの容量のうち実際に使用できる容量)を意識して、サーバの内蔵ディスクやディスクストレージのHDD構成を決定する必要があります。

これは、ファイルシステムにはユーザが使用する実データを格納する領域以外に、メタデータやジャーナルログ等を格納する領域が必要となるためです。

このページでは、openSUSE 10.3 で選択可能な主要ファイルシステム(vfat等は除く)を対象に、

  1. 特別なオプション無しで mkfs を実行した直後の df 結果
  2. 1KB/10KB/100KB/1000KB のファイルを、それぞれ10000個 作成した後の df 結果
  3. 1MB (1024KB) ファイルの最大作成可能数

を一覧にまとめていますので、参考にして頂ければと思います。

STREAMの使用方法 (Linuxメモリ帯域幅の計測方法)

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メモリのバンド幅を計測するベンチマークツール「STREAM」を用いて、Linuxサーバの実効メモリ帯域幅(メモリバンド幅)・メモリ性能を計測する際の手順メモです。コンパイラはgccを使用しています。

「STREAM」は、簡単な手順でLinuxサーバやUNIXサーバの実効メモリ帯域幅・メモリ性能を計測できる優れたベンチマークツールです。ソースコードはOpenMPにも対応しており、OpenMPに対応したコンパイラを使用すれば、マルチスレッドで並列実行してメモリの限界性能を探ることもできます。

ハイパースレッドによるCPU性能向上効果検証 (Linux編)

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ハイパースレッドを設定することによって、アプリケーションでは実際にどの程度の性能向上が期待できるのでしょうか。今回は、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、ハイパースレッドのON/OFFによるLinuxサーバのCPU性能向上効果を検証します。

次のような実行方法で、問題サイズ「M」の姫野ベンチを4並列で実行してCPU性能を計測します。姫野ベンチのインストール手順や基本的な実行方法等は、「姫野ベンチの使用方法・測定結果一覧 (Linux編)」を参照して下さい。

姫野ベンチの使用方法・測定結果一覧 (Linux編)

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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。

Linux Tips – bonnie++の使用方法

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ハードディスクベンチマークツール「bonnie++」を用いて、LinuxサーバのディスクIO性能を測定する際の手順メモです。bonnie++のバージョンは「1.03」を、コンパイラはgccを使用しています。

bonnie++を使用することで、シーケンシャルアクセス(read/write)、ランダムアクセス等の性能測定を一度に行うことができます。

なお、bonnie++ 1.03では、近年供給されているような高性能なハードディスクやSSDの性能測定用に使用することが想定されておらず、測定に掛かった時間が短過ぎる場合には、測定結果の表示が「+++++」「+++」となってしまう項目があります。このため、ソースを少し修正してからmakeします。

Linux Tips – RAMディスク(/dev/shm)のIO性能をチューニングに活用する方法

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アプリケーションやプログラムのパフォーマンスが思うように上がらない場合、ハードディスクへのファイルIOがパフォーマンスのボトルネックになっているケースが多々あります。ここでは、そのようなケースに対して有効なチューニング方法の一つ、LinuxのRAMディスク(/dev/shm)を用いたパフォーマンスチューニングについて紹介します。

RAMディスクとは、メモリの一部の領域を「仮想的なハードディスク」として割り当てて利用するものです。Linuxには標準でtmpfs(/dev/shm)というRAMディスクの仕組みが組み込まれており、簡単にRAMディスクの領域の作成して利用することができます。

Linux Tips – HDDベンチマーク手順+性能測定結果一覧(hdparm,dd,bonnie++)

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システムのパフォーマンスが思うように上がらない場合、ハードディスクのIO性能がボトルネックになっているケースが多く見られます。

システムの環境構築が完了した後には、ハードディスクのIO性能を必ず測定しておきましょう。ここで紹介するHDDベンチマークを実行して、測定結果の妥当性を評価することによって、ほとんどのケースでディスクIO性能に起因する性能問題を未然に検知することが可能です。