組み込みマイコンにおけるベンチマーク利用法の新しい動向 ―― 車載,産業機器,民生機器などの分野別ベンチマークを提供するEEMBC(エンバシー)

大塚聡

tag: 組み込み 半導体

技術解説 2007年6月14日

● Dhrystoneは汎用プロセッサの性能評価に使われるが,プロセッサ,メモリ,サブシステムの性能予測は困難

 Dhrystoneは1984年にReinhold P. Weickerが開発したベンチマーク・ソフトウェアです.一つの測定ループの中に存在する12個のプロシージャ(手続き)から構成される合成ベンチマーク(synthetic benchmark)です.合成ベンチマークとは,一般的なプログラムを統計的に分析し,その負荷を再現できるようにした単純なプログラムの集合体です.

 Dhrystoneは,頻繁に使うコピーや比較といったストリング処理をプログラムのベースにしており,プロセッサの整数演算性能を評価するためのものです.1秒間に何回測定ループを回せたかで処理性能を評価します.VAX11/780の性能が1MIPSとよく言われますが,このマシンのDhrystone値が1,757になるため,測定結果のDhrystone値を1,757で割った値をDMIPS(ドライストーン・ミップス)という場合が多くあります.

 Dhrystoneは現在,プロセッサ・ベンダのマーケティング・ツールとして一般的に用いられているベンチマーク・ソフトウェアの一つです.しかし,プログラム・サイズが比較的小さく,キャッシュにヒットしてしまうため,メモリ・バスの性能まで考慮することができません.現実的なプロセッサの性能はメモリとのインターフェースに大きく依存するため,Dhrystoneではプロセッサ・メモリ・サブシステムの性能を予測することは困難です.

● SPECmarkはワークステーションやサーバで用いられるソフトウェアをベースにしている

 SPECmarkは,もともとワークステーション・メーカが主体となって策定したベンチマーク・ソフトウェアです.米国の非営利団体SPEC(Standard Performance Evaluation Corporation,http://www.spec.org/)はワークステーションやサーバで実際に用いられるアプリケーション・ソフトウェアをベースにSPECmarkを策定しており,これはDhrystoneのような合成ベンチマークではありません.整数演算性能を示すSPECintと浮動小数点演算性能を示すSPECfpがあります.

 1989年にリリースされたSPEC89からスタートし,プロセッサの進化とともにこのベンチマークにも拡張と改良が加えられ,SPEC92, SPEC95, SPEC CPU2000, CINT2000, CFP2000へと発展していきました.具体的なベンチマークの種類としては,流体シミュレーション171.swim,3次元空間におけるマルチグリッド・ソルバ172.mgrid,変微分方程式173.applu,流体力学178.galgelなどがあります.SPECmarkは高性能をうたうプロセッサのマーケティング・ツールとしてよく利用されます.

● BDTIは信号処理向けで,DSP,汎用プロセッサ,FPGAが評価対象

 BDTIベンチマークは,信号処理能力の検証用ベンチマーク・ソフトウェアです.アルゴリズム・カーネル・ベンチマーク・スイーツであるBDTI DSP Kernel Benchmarks と信号処理アプリケーションであるBDTI DSP Application Benchmarksから構成されます.

 前者は信号処理に共通したベンチマークの集合体で,後者は画像や通信といった用途別ベンチマークとなっています.DSP,汎用プロセッサ,FPGAがこのベンチマークの評価対象となります.米国BDTI(Berkley Design Technology, Inc.,)は,それらの評価対象を作る製造メーカとは独立して,ベンチマーク結果であるBDTImarkを計測,検証,認定および公開するサービスを提供しています.

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