年越しそばと初詣は絶対に欠かせない: VT6122 の性能(3)

スループットを計測するツールは何種類かある。

ttcp / nttcp / nuttcp
ttcp が古のツールでソースは色んなバージョン(1,2)が散見される、SGI の人が改良したのが nttcp (元サイトは http://www.leo.org/~elmar/nttcp/ だったらしいが、既に無くなっている)。nuttcp は、nttcp をベースに改良が続けられたもの。使うならば nuttcp かなぁ。
iperf
Java ベースの GUI 付きがあるので、ベンリかも
netperf
スループット以外にもテスト項目の種類が豊富。ただし、man ページが不完全でなので付属の HTML/PDF を参照する必要がある。
SmartBits
商用でよく使われている奴ですね。

まぁ、スループットの測定ならば iperf を使えば良いが、CPU の負荷状況を見たいので nuttcp を使ってみた。

VIA-EN を含めて以下の３台とHUBを用意し、３台ともhubに直結した。

target - VIA-EN12000EG / VIA C7 1.2GHz / DDR2-533 1G / VT6122
ref1 - M2NPV-VM / Athlon64X2 2.0GHz / DDR2-667 4GB / Intel Pro/1000PT (外付け)
ref2 - M4A78-EM / Athlon X2 5050e 2.6GHz / DDR2-800 8GB / RTL8112
hub - Gigabit Hub(GS908M)

また、測定自体は、clock skew を避けるため全て ref1 上で計測した。cpufreq によるクロック周波数変更は全て無効にしMAXにした。 ref2 に関しては ref1 自体の評価にのみ使った。

ref1 ⇔ ref2 間

ref1 / ref2 ともに mtu 1500 に設定して測定した。

# ssh -f ref2 -- "nuttcp -S -1"
# nuttcp -t ref2
 1123.8690 MB /  10.01 sec =  941.3733 Mbps 11 %TX 27 %RX
# ssh -f ref2 -- "nuttcp -S -1"
# nuttcp -r ref2
 1122.3750 MB /  10.00 sec =  941.0966 Mbps 33 %TX 16 %RX

これを表にすると、

	スループット (Mbps)	CPU 利用率
	スループット (Mbps)	ref1	ref2
ref1 ⇒ ref2	941.3733	11 %	27 %
ref1 ⇐ ref2	941.0966	16 %	33 %

mtu 1500

まぁ、順当に ref1 は送受信ともに約 940Mbps 程度の性能を持っている事が分かる。

target ⇔ ref1 間

target のドライバ via-velocity/velocityget のそれぞれに対して、mtu 1500 かつモジュールパラメータを設定せずに(ドライバのデフォルト値で)計測した。

	velocityget			via-velocity
	スループット (Mbps)	CPU 利用率		スループット (Mbps)	CPU 利用率
	スループット (Mbps)	target	ref1	スループット (Mbps)	target	ref1
target ⇒ ref1	655.2174	99 %	12 %	340.1681	27 %	9 %
target ⇐ ref1	738.7987	68 %	3 %	514.5900	42 %	2 %

mtu 1500 / モジュールパラメータは全てデフォルト値

熟考

結果を見れば、明らかに velocityget の方が性能が高いように思われるが、ソースを見比べるとモジュールパラメータ DMA_length のデフォルト値が、それぞれのドライバで異なる (velocitygetは6/via-velocityは0)。

DMA_length は、チップ内のバッファとメインメモリの間を転送する DMA の処理サイズを指定するらしく、大きなサイズであれば PCI バスの使用効率が上がるので、スループットに影響しそうである。

なので、DMA_length を 0〜7 に振って再度計測し直してみた。

	DMA_length	velocityget			via-velocity			比 (via-velocity /velocityget)
		スループット (Mbps)	CPU 利用率		スループット (Mbps)	CPU 利用率
		スループット (Mbps)	target	ref1	スループット (Mbps)	target	ref1
target ⇒ ref1	0	369.5053	28 %	11 %	340.1827	27 %	10 %	0.920643
	1	398.9382	39 %	11 %	414.5747	40 %	7 %	1.039195
	2	497.4004	64 %	9 %	494.2757	60 %	8 %	0.993717
	3	539.0356	84 %	9 %	540.7160	80 %	10 %	1.003117
	4	610.5743	99 %	10 %	608.1031	99 %	10 %	0.995952
	5	646.1530	99 %	11 %	640.9711	99 %	10 %	0.991980
	6	655.4841	99 %	11 %	646.4036	99 %	12 %	0.986146
	7	652.1732	99 %	12 %	647.7397	99 %	10 %	0.993201
target ⇐ ref1	0	450.8850	36 %	2 %	502.9532	42 %	2 %	1.115480
	1	490.2150	38 %	2 %	580.6518	56 %	2 %	1.184483
	2	599.5584	48 %	3 %	642.5684	63 %	2 %	1.071736
	3	661.0592	52 %	3 %	685.1753	74 %	3 %	1.036480
	4	719.6965	64 %	3 %	709.9482	83 %	3 %	0.986454
	5	731.3209	69 %	5 %	710.1113	80 %	3 %	0.970998
	6	741.2755	66 %	4 %	709.2465	80 %	3 %	0.956792
	7	738.2975	65 %	3 %	710.1459	82 %	3 %	0.961869

mtu 1500 / モジュールパラメータはDMA_length以外はデフォルト値

DMA_length の値を合わせれば、送受信のスループットに関しては velocityget/via-velocity にほとんと差異は無く、強いて言えば velocityget の方が受信に関して 4〜5% 高く、処理が軽い。送信に関しては双方同じ程度に CPU を使い切って頭打ちになっている。VIA C7 では 1Gbps は吐けないのかぁ。。。

まぁ、DMA_length は velocityget のデフォルト値の 6 が推奨値かなぁ。ちなみに、NetBSDでのドライバ vge だと 4 だった。

ただ、DMA_lengthの値でスループットの差異が出るのは VT6122などのPCIベースの場合だけで、PCIe ベースの VT6130 ではどの値でも違いが無かった。。。多分省かれてしまったのでしょう。

さて、velocityget にだけあるっぽい機能を移植していけば、差異が無くなっていくのかなぁ？

MTU 9000 での測定

そういえば、mtu 9000 のスループットも測定をしたかったで Intel Pro/1000PT を外付けしたんだっけなぁ。なので、測定してみた。

	velocityget			via-velocity
	スループット (Mbps)	CPU 利用率		スループット (Mbps)	CPU 利用率
	スループット (Mbps)	target	ref1	スループット (Mbps)	target	ref1
target ⇒ ref1	816.0544	32 %	7 %	816.1541	30 %	7 %
target ⇐ ref1	989.8745	48 %	9 %	944.4813	46 %	8 %

mtu 9000 / DMA_length=6 / それ以外のモジュールパラメータはデフォルト値

受信に関しては、ほぼ 1Gbps を使い切っている！凄し！

追記 (2009/10/06)

今回使ったスループット測定用のスクリプトmeasure_net_throughput.shをバックアップとして上げておく。

年越しそばと初詣は絶対に欠かせない

Google Code Prettify

2009年9月30日

VT6122 の性能(3) - ネットワークスループット測定

ref1 ⇔ ref2 間

target ⇔ ref1 間

熟考

MTU 9000 での測定

追記 (2009/10/06)

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