عند إعداد أو إدارة جهاز كمبيوتر يعمل بنظام GNU/Linux، ستضطر عاجلاً أم آجلاً إلى التعامل مع مشاكل في الأجهزة، أو أداء غريب، أو اختناقات في الأداءوهنا يأتي دور أدوات قياس الأداء والتشخيص: فهي تساعدك في معرفة ما قمت بتثبيته، وكيف يعمل بالفعل، وما إذا كان النظام يعمل كما ينبغي.
لا يخلو نظام لينكس البيئي من الخيارات، لكن العديد من عمليات البحث لا تزال تُظهر أدوات من تسعينيات القرن الماضي أو مشاريع مهجورة. والحقيقة هي أن لدينا اليوم عددًا لا بأس به من أدوات حديثة وموثوقة، وفي كثير من الحالات مفتوحة المصدر لقياس استهلاك وحدة المعالجة المركزية، ووحدة معالجة الرسومات، وذاكرة الوصول العشوائي، والقرص، والشبكة، أو حتى الطاقة، بعضها مصمم خصيصًا لنظام Linux والبعض الآخر متعدد المنصات.
ما هو المعيار ولماذا هو مهم في نظام لينكس؟
المعيار أو منصة الاختبار أو نقطة المرجعية هي ببساطة برنامج (أو مجموعة برامج) مصمم لقياس الأداء من مكون أو النظام بأكمله: المعالج، الذاكرة، التخزين، بطاقة الرسومات، الشبكة، إلخ، التي تؤدي مهامًا خاضعة للتحكم وقابلة للمقارنة.
تعتمد هذه الاختبارات عادةً على عمليات قابلة للتكرار تحاكي أحمال العمل الحقيقيةالعمليات الحسابية، وضغط البيانات، والتشفير، والرسم ثلاثي الأبعاد، والتجميع، والوصول إلى القرص، وحركة مرور الشبكة. وبما أنها تُنفّذ نفس المهام دائمًا، يمكنك مقارنة نتائجك بقواعد البيانات العامة أو الأجهزة الأخرى المتاحة لديك.
في نظام لينكس، يُعد هذا الأمر مفيدًا بشكل خاص لأن الجمع بين النواة، والتوزيعة، وبرامج التشغيل، والبرامج الثابتة، والأجهزة قد يؤدي هذا إلى مواقف غريبة: يمكن لفريقين بمكونات متشابهة أن يتصرفا بشكل مختلف تمامًا اعتمادًا على دعم برنامج التشغيل أو تكوين النظام أو نضج وحدة معالجة الرسومات في Mesa.
بالإضافة إلى الأداء الخام، تسمح لك العديد من المعايير الحالية أيضًا بقياس استهلاك الطاقة، أو الأداء لكل واط، أو زمن استجابة الذاكرة، أو عرض النطاق الترددي من الحافلات، وهو أمر أساسي إذا كنت تعمل مع الخوادم أو الحوسبة عالية الأداء أو ترغب في ضبط عمر بطارية الكمبيوتر المحمول بدقة.
متى يكون من المنطقي استخدام أدوات قياس الأداء؟
لا تحتاج إلى إجراء الاختبارات طوال اليوم، ولكن هناك العديد من السيناريوهات التي تكون فيها مفيدة للغاية لاتخاذ القرارات بناءً على البيانات بدلاً من المشاعر:
- قبل شراء أجهزة جديدةلمقارنة وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات أو محركات الأقراص الصلبة SSD ومعرفة ما يناسب احتياجاتك بشكل أفضل.
- عند تحديث المكونات (المزيد من ذاكرة الوصول العشوائي، وقرص صلب آخر، وترقية بطاقة الرسومات)، للتحقق من قفزة الأداء الفعلية.
- إذا قمت بزيادة تردد المعالج أو تقليل الجهداستخدام اختبارات الإجهاد المطولة للتحقق من الاستقرار ودرجات الحرارة.
- عندما تشك في وجود عطل في الأجهزة (محرك أقراص صلبة معطل، ذاكرة وصول عشوائي معيبة، وحدة معالجة رسومات تتوقف عن العمل تحت الضغط).
- لمقارنة التوزيعات أو التكوينات فيما يتعلق بنواة النظام، أو برامج تشغيل الرسومات، أو أنظمة الملفات.
ومع ذلك، من المهم أن يكون واضحا أن لا يوجد معيار يمثل الحقيقة المطلقة.تقوم العديد من الشركات بالتلاعب بالنتائج، وتفضل بعض الأدوات بنى معينة، بل إن الشركات المصنعة ذهبت إلى حد تحسين الأجهزة والمترجمات لتحقيق أداء أفضل في اختبارات محددة لا تعكس بشكل كامل الاستخدام في العالم الحقيقي.
قم بإعداد نظام لينكس الخاص بك قبل تشغيل اختبارات الأداء
إذا كنت تريد أن تكون النتائج منطقية، فمن المهم على الأقل إعداد النظام بشكل بسيط بحيث تعكس الأرقام ذلك. القدرة الحقيقية لفريقك، وليس فوضى العمليات الخلفية أو تحديثات منتصف الاختبار.
بعض الإرشادات الأساسية التي يجدر تطبيقها:
- قم بالتحديث إلى أحدث إصدار مستقر من نظام التشغيل الخاص بك و تأكد من أن برامج التشغيل محدثةوخاصة تلك التي تحتوي على وحدات معالجة الرسومات (GPUs).
- إغلاق التطبيقات الثقيلة (متصفحات تحتوي على ألف علامة تبويب، بيئات تطوير، آلات افتراضية، عملاء ألعاب).
- قم بإلغاء التنشيط مؤقتًا خدمات التحديث التلقائي يمكن أن يبدأ ذلك في منتصف الاختبارات.
- إذا أمكن، قم بتشغيل الاختبارات المعيارية من جلسة وحدة التحكم أو TTY بدون بيئة رسومية أو باستخدام بيئة سطح المكتب خفيفة الوزنوخاصة لاختبار وحدة المعالجة المركزية والقرص الصلب.
- تأكد من أن خطة الطاقة لا تحد من تردد وحدة المعالجة المركزية وأن لا يوجد تباطؤ حراري من الدقيقة الأولى.
في كثير من الحالات، يُنصح أيضاً بإعادة تشغيل النظام قبل البدء مباشرة. لاحظ التكوين الدقيق (إصدار النواة، وبرامج التشغيل، والدقة، ونوع القرص، وما إلى ذلك) إذا كنت ترغب في المقارنة لاحقًا مع أجهزة كمبيوتر أخرى أو تغييرات في الأجهزة.
أدوات لتحديد ومراجعة الأجهزة في نظام لينكس
قبل البدء في قياس الأداء الخالص، من المهم أن تعرف بالضبط ما هي الأجهزة التي اكتشفها نظام التشغيل الخاص بك، وكيف يراها نظام التشغيل؟يساعد هذا في تحديد المشاكل المتعلقة ببرامج التشغيل أو المكونات التي لا يتم استخدامها.
وهنا يأتي دور الأدوات المساعدة مثل HardInfo و CPU-X و HWInfo و Mission Center، بالإضافة إلى مجموعة جيدة من الأوامر الكلاسيكية التي لا تزال ضرورية.
معلومات تفصيلية عن النظام ومعايير قياس الأداء الصغيرة:
HardInfo هي أداة رسومية متوفرة في معظم توزيعات البرامج، وتوفر ملخص شامل للغاية للأجهزة والبرامج. المكونات المثبتة: وحدة المعالجة المركزية، وذاكرة الوصول العشوائي، واللوحة الأم، وأجهزة PCI وUSB، والتخزين، والشبكة، وإصدارات النواة، والوحدات النمطية المحملة، وما إلى ذلك.
يمكن تثبيته بسهولة من مركز البرامج أو باستخدام:
sudo apt install hardinfoعند تشغيله، سترى شجرة تصنيف على اليسار، وبداخلها بطاقات تحتوي على معلومات مفصلة إلى حد ما. كما يتضمن قسمًا لـ المعايير الأساسية (Zlib، Fibonacci، MD5، SHA1، Blowfish...) والتي تسمح بإجراء اختبارات سريعة لوحدة المعالجة المركزية ومقارنتها بالأنظمة الأخرى باستخدام مقياس نسبي.
CPU-X و CPU-Fetch: بدائل خفيفة الوزن لوحدة المعالجة المركزية والذاكرة
إذا كنت مهتمًا بالتركيز تحديدًا على المعالج والذاكرة واللوحة الأم، فإن برنامج CPU-X خيار مناسب للغاية. فهو يوفر واجهة مشابهة جدًا لبرنامج CPU-Z الخاص بنظام ويندوز، مع علامات تبويب لـ وحدة المعالجة المركزية، وذاكرة التخزين المؤقت، واللوحة الأم، وذاكرة الوصول العشوائي، والنظام، وبطاقة الرسوماتوهو يعتمد على شفرة المصدر المفتوحة، والمتاحة عبر المستودعات أو Flatpak.
أما برنامج CPU-Fetch، فهو أداة سطر أوامر مصممة لـ عرض سريع لبنية المعالج، وتقنية التصنيع، والتردد الأقصى، وعدد النوى/الخيوط، ودعم تعليمات AVX، وحجم ذاكرة التخزين المؤقتمثالي إذا كنت تريد فقط تفاصيل حول المعالج دون فتح واجهة رسومية.
HWInfo و KInfoCenter: أنظمة KDE ومحطة طرفية خالصة
أما بالنسبة لأولئك الذين يفضلون استخدام سطر الأوامر، فإن hwinfo أداة قديمة تعرض قوائم جميع الأجهزة التي يتعرف عليها النظام مباشرةً في سطر الأوامر. يتم تثبيته على أنظمة Debian/Ubuntu باستخدام:
sudo apt install hwinfoويمكنك استخدام أوامر مثل:
hwinfo | more
hwinfo -cpuفي بيئات سطح المكتب KDE، يأتي مركز المعلومات (KInfoCenter) مدمجًا ويوفر لوحة مركزية مع معلومات حول وحدة المعالجة المركزية، وذاكرة الوصول العشوائي، ووحدة التخزين، ومنافذ USB، واللوحة الأم، والأجهزة الأخرى دون الحاجة إلى تثبيت أي شيء إضافي إذا كنت تستخدم إصدارًا حديثًا من KDE.
مركز المهام: المراقبة المستمرة على نظام لينكس
مركز المهمة هو نوع من مدير مهام "مُحسّن" لنظام لينكسيحتوي على لوحات لمراقبة استخدام وحدة المعالجة المركزية، ووحدة معالجة الرسومات، والذاكرة، والأقراص، والشبكة. ورغم أنه مصمم بشكل أساسي للمراقبة الآنية أكثر من الاختبارات المعيارية الاصطناعية، إلا أنه مفيد للغاية لمعرفة كيفية استجابة الجهاز أثناء تشغيل اختبارات الضغط الأخرى أو أحمال العمل الواقعية.
أوامر أساسية للتعرف على الأجهزة
إلى جانب الأدوات الرسومية، لا تزال سطر الأوامر أسرع وأدق طريقة للحصول على معلومات تفصيلية عن جهاز الكمبيوتر الخاص بك. إليك بعض الأوامر الأساسية التي يجب أن تكون لديك:
- lscpuملخص وحدة المعالجة المركزية، النوى، الخيوط، البنية، العلامات.
- lshw - قصيرقائمة مختصرة تضم جميع الأجهزة التي تم اكتشافها تقريباً.
- lspciالأجهزة المتصلة بناقل PCI (بطاقة الرسومات، الشبكة، USB، وحدات التحكم...).
- lsusbالأجهزة المتصلة عبر منفذ USB.
- lsblk: الأقراص والأقسام مع تسلسلها الهرمي.
- lsscsiأجهزة SCSI والأجهزة المماثلة.
- مدافع -H: الأقسام والمساحة المستخدمة/المتاحة.
- حر م: إجمالي ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) المستخدمة والمتاحة.
- dmidecode: المعلومات التي تم الحصول عليها من جداول DMI/SMBIOS.
- hdparmمعايير قرص SATA واختبارات سريعة.
يتيح لك دمج هذه الأدوات مع البيانات من HardInfo أو CPU-X الحصول على صورة دقيقة إلى حد ما لما لديك من أجهزة وكيف يراها نظام لينكس.، وهو أمر أساسي قبل البدء في مقارنة الأداء.
مجموعة اختبارات Phoronix: المجموعة المرجعية لاختبار الأداء في نظام Linux
عندما نتحدث عن اختبار أداء نظام لينكس الشامل، فإن مجموعة اختبارات فورونيكس (PTS) هي الاسم الذي يتبادر إلى الذهن دائمًا. إنها تتعلق بـ منصة قياس أداء واسعة النطاق ومفتوحة المصدر، مع مئات الاختبارات والمجموعات المحددة مسبقًا، والتي تغطي كل شيء من وحدات المعالجة المركزية والأقراص إلى الألعاب، وOpenGL، وOpenCL، وخوادم الويب، وقواعد البيانات، وتشفير الفيديو.
يعمل PTS كـ "غلاف": أنت تخبره بالاختبار أو مجموعة الاختبارات التي تريد تشغيلها وهو يتولى الباقي. قم بتنزيل البرامج اللازمة، وحل التبعيات، وقم بتشغيل الاختبارات المعيارية في الوضع التلقائي، واحفظ النتائج.كل شيء يتم التحكم فيه بأمر واحد: phoronix-test-suite.
بالإضافة إلى ذلك، فهو يتكامل مع موقع OpenBenchmarking.org، حيث يمكنك قم بتحميل نتائجك وقارنها بنتائج المجتمع.يُعد هذا مفيدًا للغاية إذا كنت تقوم بالتحقق من صحة الأجهزة الجديدة أو ترغب في معرفة كيفية أداء معداتك مقارنةً بتكوينات مماثلة.
تثبيت برنامج Phoronix Test Suite والأوامر الأساسية
تُوفر العديد من توزيعات لينكس حزمًا مُجهزة مسبقًا، وفي دبيان/أوبونتو، يُمكنك أيضًا استخدام ملف .deb الرسمي مباشرةً. إذا واجهت أخطاء في التبعيات أثناء التثبيت (على سبيل المثال، تبعيات مفقودة) php-gdيمكنك حلها باستخدام:
sudo apt-get -f installبعد التثبيت، عند التشغيل phoronix-test-suite بدون وسائط، يتم عرض قائمة طويلة من الأوامر المتاحة: اختبار التثبيت، والتنفيذ، والنتائج، وأدوات التحليل، والوحدات النمطية، وما إلى ذلك. عمليًا، بالنسبة لمعظم المستخدمين، فإن النمط الأكثر استخدامًا هو:
phoronix-test-suite run nombre-test
phoronix-test-suite run nombre-suiteقبل تشغيل اختبار لم تقم بتنزيله، سيحذرك برنامج PTS من أن الاختبار غير مثبت وسيسألك عما إذا كنت ترغب في ذلك. توقف عن تثبيته وقم بحل التبعياتقد تستغرق هذه العملية بضع دقائق في المرة الأولى، لأنها تقوم بتنزيل الملفات الثنائية والبيانات والحزم الضرورية.
قائمة الاختبارات المتاحة في نظام اختبار الأداء المهني (PTS)
من أبرز مزايا برنامج Phoronix Test Suite كثرة ملفات تعريف الاختبار المتاحة. يمكنك عرضها باستخدام:
phoronix-test-suite list-testsتتضمن النتائج معايير قياس الأداء لكل شيء تقريبًا يمكنك تخيله: اختبارات القرص (fio، IOzone، Dbench، FS-Mark)، وحدة المعالجة المركزية (C-Ray، OpenSSL، SciMark، N-Queens، تجميع النواة)، الرسومات (glmark2، GpuTest، Unigine، Xonotic، ET:QW، Nexuiz، OpenArena، SuperTuxKart، Lightsmark، LuxMark)، الذاكرة (RAMspeed، Stream)، الشبكة (network-loopback)، الخوادم (Apache، Nginx، PostgreSQL)، ترميز الصوت/الفيديو، التشفير، الحوسبة عالية الأداء، OpenCL، إلخ.
ولتجنب الجنون، قام المؤلفون بتجميع هذه الاختبارات الفردية في أجنحة ذات طابع خاصتركز هذه الحزم على حالات استخدام محددة: وحدات المعالجة المركزية، والألعاب، والخوادم، وأجهزة الكمبيوتر المكتبية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وقواعد البيانات، والفيديو، والصوت، ومحطات عمل الرسومات، وما إلى ذلك. يمكنك عرض الحزم باستخدام:
phoronix-test-suite list-available-suitesالأجنحة الموصى بها بناءً على استخدام المعدات
بحسب الدور الذي ترغب في تقييمه ضمن الفريق، يوفر برنامج PTS مجموعات عملية للغاية من الاختبارات. ومن أبرزها:
- Portátilesاختبارات مثل pts/battery-power-usage فيما يتعلق باستهلاك البطارية، pts/unpack-linux لتحسين أداء القرص مع العديد من الملفات الصغيرة و نقطة/بايت كمعيار عام.
- خوادم HTTPاختبارات فردية pts/apache y pts/nginx لقياس عدد الطلبات في الثانية التي يمكن لكل خادم على جهازك تلبيتها.
- قواعد البياناتالجناح pts/database يتضمن اختبارات مثل SQLite و pgbench، وهي مثالية لمعرفة كيفية استجابة النظام لأحمال المعاملات.
- التطوير والتجميعأجنحة مثل pts/compiler إلى جانب اختبارات النوع pts/unpack-linux إنها تحاكي عمليات التجميع المكثفة ومعالجة أشجار التعليمات البرمجية الكبيرة جدًا.
- الألعاب على لينكسأجنحة pts/ioquake3-games, pts/gaming, pts/gaming-free y pts/unigine يقومون بتشغيل مجموعة كبيرة من الألعاب والعروض التوضيحية ثلاثية الأبعاد بدقة عرض مختلفة، مما ينتج عنه متوسط، وأدنى، وأعلى معدل إطارات في الثانية.
- ترميز الفيديو/الصوتأجنحة pts/video-encoding y pts/audio-encoding يستخدمون x264 و FFmpeg و mencoder وبرامج ترميز الصوت (FLAC و MP3 و Ogg و WavPack و Monkey Audio) لقياس سرعة تحويل الترميز.
- تشفير SSLالاختبار pts/openssl يقيس هذا النظام عدد التوقيعات أو العمليات في الثانية، وهو مفيد للغاية للخوادم التي ستتعامل مع الكثير من حركة مرور HTTPS.
- الأداء العامالجناح pts/linux-system إنها أداة "شاملة" للحصول على نظرة عامة شاملة على نظامك، تجمع بين اختبارات وحدة المعالجة المركزية والقرص والشبكة والتشفير والخوادم والمزيد.
أثناء التنفيذ، يُظهر لك نظام PTS دائمًا التقدم، وعدد التكرارات، والانحراف المعياري، والمتوسط النهائيإذا فشل أي اختبار (بسبب التبعيات أو الأخطاء أو حالات عدم التوافق العرضية)، يمكنك أن تقرر ما إذا كنت ستقضي وقتًا في تصحيحه أو ببساطة تجاهله والاعتماد على بقية النتائج.
أمثلة اختبارية من واقع الحياة مع فورونيكس
لإعطائك فكرة عن نوع المعلومات التي يمكن استخراجها، إليك بعض الأمثلة النموذجية للاستخدام:
- مع pts/apache تم الحصول على أرقام تقارب 38.000 طلب/ثانية على أجهزة الكمبيوتر المكتبية الحديثة، مما يسمح بالمقارنة بين الأجهزة أو بين إصدارات Apache.
- الاختبار pts/nginx على نفس الجهاز، يمكن أن ينتج عنه قيم تزيد عن 56.000 طلب/ثانية، مما يوضح الاختلافات بين خوادم HTTP في ظل ظروف متكافئة.
- جناح pts/compilation يقوم بتجميع Apache ونواة Linux وMPlayer وPHP وImageMagick ويقيس الوقت بالثواني؛ كلما قل الوقت، كان أداء وحدة المعالجة المركزية والقرص أفضل.
- اختبارات الألعاب يقومون بتشغيل عناوين مثل ET: Quake Wars و Nexuiz و OpenArena و Urban Terror أو Unreal Tournament 2004 بدقة 1080 بكسل، ويقيسون متوسط معدل الإطارات في الثانية واستقرار العرض.
- مع pts/video-encoding يمكنك معرفة عدد الإطارات في الثانية التي يقوم المعالج المركزي الخاص بك بتشفيرها باستخدام x264 أو المدة التي يستغرقها FFmpeg و Mencoder لمعالجة مقاطع معينة.
في أجهزة الكمبيوتر المكتبية، من الشائع أن تفشل بعض الاختبارات المحددة (على سبيل المثال، العروض التوضيحية القديمة جدًا التي لم تعد تُجمَّع بشكل صحيح أو الملفات الثنائية القديمة)، ولكن تكمن قيمة PTS في ذلك. يمكنك تكرار نفس الاختبارات بالضبط على أجهزة مختلفة وأن تكون المقارنات عادلة إلى حد معقول.
معايير أداء محددة لوحدة المعالجة المركزية والذاكرة والقرص في نظام لينكس
إلى جانب برنامج Phoronix، يوفر نظام Linux أدوات متخصصة تتيح لك ضبط قياس مكونات محددة بدقة، مثل وحدة المعالجة المركزية، أو ذاكرة التخزين المؤقت، أو نظام التخزين الفرعي. وتُعد هذه الأدوات مفيدة للغاية عندما تريد... تحديد نقطة الاختناق المحتملة أو للتحقق من أن محرك الأقراص ذي الحالة الصلبة (SSD) أو ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) يعملان كما هو مذكور في المواصفات.
Lmbench: زمن الاستجابة وعرض النطاق الترددي على مستوى منخفض
Lmbench هي مجموعة من الأدوات المصممة لقياس زمن الاستجابة وعرض النطاق الترددي لعمليات النظام الأساسية: النسخ والقراءة والكتابة إلى الذاكرة، والأنابيب، ومنافذ TCP، وتبديل السياق، وإنشاء العمليات، وعمليات الإدخال/الإخراج، وما إلى ذلك.
عند التثبيت، تتم إضافة العديد من الملفات الثنائية إلى دليل. /usr/lib/lmbench/bin/<arquitectura>والتي يمكنك تشغيلها بشكل فردي، أو تشغيل المعالج تشغيل lmbench، والذي يرشدك خلال عملية التكوين، ويجري الاختبارات، وينشئ تقريرًا قابلاً للقراءة.
على سبيل المثال، للتحقق من عرض نطاق قراءة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM):
./bw_mem 256m rd
268.44 3913.68في هذه الحالة، يُطلب منه قراءة 256 ميجابايت من الذاكرة ثم يعود. سرعة القراءة بالميغابايت وعرض النطاق الترددي بالميغابايت/ثانيةوهذا يعطيك فكرة عن أداء الذاكرة الفعال على تلك المنصة.
أقراص القياس مع dd و hdparm و iozone والشركات التابعة
بالنسبة لنظام التخزين الفرعي، بالإضافة إلى اختبارات PTS، يمكنك دائمًا اللجوء إلى الأدوات الكلاسيكية مثل dd أو hdparm أو IOzoneإنها ليست "جميلة" مثل برنامج CrystalDiskMark في نظام التشغيل Windows، لكنها لا تزال مرجعًا لقياس سرعات القراءة والكتابة المتسلسلة والعشوائية.
مع dd يمكنك فرض عمليات قراءة وكتابة منخفضة المستوى والاطلاع على السرعة الفعلية المحققة. على سبيل المثال، لقياس سرعة الكتابة إلى ملف مؤقت:
dd if=/dev/zero of=/tmp/output bs=1M count=128هنا، يتم نسخ 128 ميجابايت من الأصفار من /dev/zero إلى ملف الوجهة، وفي النهاية سيُظهر الأمر dd إجمالي الوقت المستغرق وسرعة الكتابة بالميغابايت/ثانيةعكس الأمر:
dd if=/dev/sda of=/dev/null bs=1M count=128يمكنك قياس سرعة القراءة بنسخ 128 ميجابايت من القرص /dev/sda إلى /dev/null. الفكرة من وراء استخدام /dev/zero و/dev/null هي أن لا يضيف المصدر أو الوجهة أي زمن استجابة تقريبًا، مع تركيز القياس على القرص الفعلي.
لإجراء تحليل أعمق باستخدام أحجام كتل متعددة، ووصول عشوائي، وأنماط كتابة، يمكن استخدام أدوات مثل hdparm أو iozone أو fio فهي توفر دقة أكبر بكثير وتسمح بمحاكاة أحمال قواعد البيانات أو بيئات المحاكاة الافتراضية.
اختبار أداء الرسومات على نظام لينكس: وحدة معالجة الرسومات، والألعاب، وفولكان
في السنوات الأخيرة، أصبح نظام لينكس منصة ألعاب رئيسية بفضل SteamOS وProton ودعم Valve لأجهزة مثل Steam Deck. وقد أدى ذلك إلى زيادة ملحوظة في الاهتمام بـ... قم بقياس أداء وحدة معالجة الرسومات، واستقرار برنامج التشغيل، والتوافق مع واجهات برمجة التطبيقات الحديثة مثل Vulkan..
بالإضافة إلى الاختبارات المدمجة في Phoronix (Xonotic و OpenArena و Unigine Heaven و Valley و Tropics و SuperTuxKart و glmark2 و LuxMark و SmallPT GPU وما إلى ذلك)، هناك العديد من الأدوات الخارجية الشائعة جدًا في عالم الرسومات.
Unigine Heaven وعروض ثلاثية الأبعاد أخرى
تُعتبر عروض Unigine التجريبية (Heaven، Sanctuary، Tropics، Valley، Superposition) من كلاسيكيات قياس الأداء ثلاثي الأبعاد. على سبيل المثال، يتوفر عرض Heaven لـ أنظمة التشغيل Windows و macOS و GNU / Linux، ويخضع وحدة معالجة الرسومات لمشهد ثلاثي الأبعاد متطلب، ويقيس معدل الإطارات في الثانية ودرجة الحرارة والاستقرار.
في نظام لينكس، يمكنك تشغيل هذه العروض التوضيحية إما من خلال ملفات تعريف PTS أو بشكل مستقل، عن طريق التعديل. الدقة، وجودة الرسومات، ومضاد التعرج، وواجهة برمجة التطبيقات (OpenGL في معظم الحالات)إنها ممتازة لاكتشاف حالات عدم استقرار كسر السرعة، أو مشاكل التبريد، أو أخطاء برامج التشغيل.
اختبارات الرسومات مثل GpuTest و glmark2 و LuxMark وغيرها
أدوات مثل GPUTest، glmark2، j2dbench، x11perf أو LuxMark وهي تغطي جوانب مختلفة من حزمة الرسومات: من أداء OpenGL العام إلى اختبارات OpenCL المحددة لحوسبة وحدة معالجة الرسومات.
على سبيل المثال، يوفر برنامج glmark2 مجموعة من مشاهد OpenGL سهلة التشغيل من سطر الأوامر، مع نتائج إجمالية متقاربة. ويركز برنامج LuxMark على تمت المعالجة باستخدام OpenCL، وهو مثالي إذا كنت ترغب في تقييم وحدة معالجة الرسومات (GPU) لمهام الحوسبة بدلاً من الألعاب.
فولكان على لينكس: الوضع الحالي والاختبار
أما بالنسبة لـ Vulkan، فإن دعمه على نظام Linux يعتمد بشكل أساسي على Mesa لوحدات معالجة الرسومات من AMD و Intel، وعلى برامج التشغيل الخاصة بشركة NVIDIA. وقد بدأت العديد من معايير الأداء الحديثة المدمجة في PTS أو مجموعات برامج الطرف الثالث في دمجه. واجهات Vulkan الخلفية جنبًا إلى جنب مع OpenGL أو Direct3Dمما يسمح بمقارنة الأداء بين واجهات برمجة التطبيقات.
على الرغم من أن المحتوى الأصلي الذي حللناه لم يذكر أدوات Vulkan محددة، إلا أنه يمكنك اليوم الوصول إلى معايير أداء متعددة المنصات مثل GFXBench (لـ OpenGL/Vulkan)، بالإضافة إلى عروض توضيحية تقنية وألعاب أصلية تعرض عدادات الأداء باستخدام واجهة برمجة التطبيقات هذه. المهم هو التأكد مما يلي:
- استخدم برامج تشغيل محدثة (أجهزة سطح المكتب الحديثة أو أحدث برامج تشغيل NVIDIA).
- افحص ال إمكانيات فولكان باستخدام أدوات مثل vulkaninfo.
- قم بإجراء اختبارات قابلة للتكرار (بنفس الدقة والجودة والمشهد) للحصول على مقارنات متسقة.
المعايير والمقاييس الاصطناعية ومخاطرها
إلى جانب الأدوات المحددة لنظام لينكس، من المفيد أيضاً فهم كيفية عملها. المعايير الاصطناعية ومعايير الصناعةلأنك سترى غالبًا نتائج Geekbench أو 3DMark أو Cinebench أو SPEC مختلطة مع نتائج Linux.
يمكن أن يتخذ المعيار عدة أشكال:
- برنامج حقيقييتم استخدام برامج المستخدم النموذجية (برامج الضغط، وبرامج تحرير الفيديو، وألعاب الفيديو)، لقياس الأوقات الحقيقية؛ وهذا هو الأكثر تمثيلاً.
- ميكروبنشمارك: أجزاء صغيرة من التعليمات البرمجية لقياس عملية معينة (زمن استجابة الذاكرة، عمليات الفاصلة العائمة، إلخ).
- الاختبارات التركيبية: برامج مصممة فقط لقياس الأداء، وليست تطبيقات للاستخدام اليومي (3DMark، PassMark، PCMark...).
- معايير الإدخال/الإخراج، وقواعد البيانات، أو المعايير المتوازية: تركز على أنظمة فرعية محددة مثل الإدخال/الإخراج، أو SQL، أو الحوسبة عالية الأداء.
قامت منظمات مثل SPEC بإنشاء مجموعات قياسية مثل SPEC CPU2006 أو SPEC CPU2017والتي تجمع العشرات من البرامج التمثيلية (المترجمات، والمحاكيات، والمعالجة العلمية) وتنتج مقياسًا عالميًا (SPECratio) لمقارنة المعالجات والهياكل.
تكمن المشكلة في أن العديد من الشركات المصنعة ووسائل الإعلام ينتهي بها الأمر عمليًا إلى... رقم واحد "جميل" وهم ينسون السياق: إصدار المترجم، والعلامات المستخدمة (LTO، PGO، والتحسينات المحددة)، وإصدار البرامج الثابتة، ونوع الذاكرة، والتبديد الحراري، وما إلى ذلك، وكلها عوامل يمكن أن تغير النتيجة بشكل كبير.
كيفية تفسير النتائج وعدم الانخداع
عندما تتراكم لديك كمية هائلة من الأرقام، يحين وقت تحليلها بدقة. لا يكفي مجرد النظر إلى الرقم الأكبر، بل يجب فهمه. ما الذي يقيسه كل اختبار وتحت أي ظروف؟.
بعض الجوانب الرئيسية:
- تحقق مما إذا كان المعيار يشير "الأعلى أفضل" أو "الأدنى أفضل"في معدل الإطارات في الثانية، كلما زاد كان أفضل؛ أما في وقت العرض بالثواني، فالأقل هو الأفضل.
- انظر إلى المقاييس ذات الصلة باستخدامك: انخفاض معدل الإطارات في الفيديو، والحد الأدنى لمعدل الإطارات في الألعاب، وGB/s في التشفير، وMIPS بتردد مماثل، ووقت التجميع، وما إلى ذلك.
- يميز بين أداء النواة الواحدة والمتعددةالعديد من الألعاب والتطبيقات الخفيفة لا تتناسب بشكل جيد مع العديد من الخيوط، لذا فإن الأداء الجيد لكل نواة أمر بالغ الأهمية.
- احذر من الاختبارات أحادية المرور ذات درجة الحرارة المنخفضة: فقد يحدث تباطؤ حراري خلال الجلسات الطويلة. تقليل الأداء المستدام.
- لا تثق بالمقارنات حيث الأجهزة والبرامج غير متوافقة: ذاكرة وصول عشوائي مختلفة، ترددات مختلفة، برامج ثابتة غير متساوية، أو برامج تشغيل بإصدارات غير متوافقة.
يجدر التذكير أيضاً بأن بعض الشركات قد ذهبت إلى حدّ... قم بتحسين أداء المترجمات والأجهزة بشكل خاص لتحقيق أداء جيد في معايير قياس الأداء المحددة.لكن هذا لا يُترجم بالضرورة إلى تحسينات مماثلة في التطبيقات العملية. ومن هنا تبرز أهمية الجمع بين الاختبارات الاصطناعية واختبارات التحميل في بيئات واقعية: مُترجمك، وخادم الويب الخاص بك، وحاوياتك، وألعابك.
عملياً، يُعدّ النهج الأكثر منطقية في نظام لينكس هو الاعتماد على أدوات مثل Phoronix Test Suite وLmbench وIOzone وHardInfo والأوامر التقليدية، و كرر نفس السيناريوهات على كل جهاز أو تكوينبهذه الطريقة يمكنك تحديد ما إذا كان استخدام نواة جديدة، أو تغيير برنامج التشغيل، أو محرك أقراص NVMe SSD، أو وحدة معالجة رسومات مختلفة أمرًا يستحق العناء بالنسبة لحالتك الخاصة.
قد يبدو هذا النظام البيئي الكامل من المعايير والأدوات المساعدة في لينكس مربكًا في البداية، ولكن بمجرد اختيار مجموعة صغيرة من الأدوات ومجموعات الاختبار التي تناسب سير عملك، يصبح وسيلة فعالة للغاية لـ تشخيص المشاكل، والتحقق من صحة الأجهزة، وتحقيق أقصى استفادة من نظامك دون أن تسمح لنفسك بالتأثر فقط بمواصفات المنتج أو التسويق الحالي.
