コグノスケ

x86とARMとRISC-VでCoreMark対決

目次: RISC-V

CoreMarkを以前（2019年7月5日の日記参照）測りましたが、ARM系のGCCのバージョンを上げたのと、x86系と、RISC-V系のFU740の計測結果を追加しました。FU540の値は以前のままです。

• AMD Ryzen 9 5900X / 3.4GHz Turbo 4.9GHz
• AMD Ryzen 7 5700X / 3.4GHz Turbo 4.6GHz
• AMD Ryzen 9 3950X / 3.5GHz Turbo 4.7GHz
• Intel Core i5 8250U / 1.6GHz Turbo 3.4GHz
• Intel Core i7 6700 / 3.4GHz Turbo 3.8GHz
• Intel Pentium J4205 / 1.5GHz Turbo 2.6GHz
• Amlogic A311D（Cortex-A73 / 2.2GHz x 4, Cortex-A53 / 1.8GHz x 2）
• Rockchip RK3588（Cortex-A76 / 2.4GHz x 4, Cortex-A55 / 1.8GHz x 4）
• Rockchip RK3399（Cortex-A72 / 1.8GHz x 2, Cortex-A53 / 1.4GHz x 4）
• Rockchip RK3328（Cortex-A53 / 1.3GHz x 4）
• Rockchip RK3288（Cortex-A17 / 1.8GHz x 4）
• Broadcom BCM2837（Cortex-A53 / 1.2GHz x 4, 32bit mode）
• StarFive JH7110（U74-MC / 1.5GHz x 4）
• SiFive FU740（U74-MC / 1.2GHz x 4）
• SiFive FU540（U54-MC / 1.0GHz x 4）
• NSITEXE NS31A（NS31A / 25MHz x 1）

動作周波数については後述します。

測定条件と結果

コンパイル条件は下記の通りです。

• Ryzen 9 5900X: GCC-9.4.0 O2
• Ryzen 7 5700X: GCC-12.2.0 O2
• Ryzen 9 3950X: GCC-7.5.0 Ofast
• Core i7 6700: GCC-9.4.0 Ofast
• Core i5 8250U: GCC-11.2.0 Ofast
• Pentium J4205: GCC-10.2.1 Ofast
• A311D: GCC-9.4.0 Ofast
• RK3588, RK3399, RK3328: GCC-10.2.1 Ofast
• RK3288: GCC-10.2.1 Ofast, 32bit
• BCM2837: GCC-8.3.0 Ofast, 32bit
• JH7110: GCC-11.3.0 Ofast
• FU740: GCC-10.2.0 Ofast
• FU540: GCC-8.3.0 Ofast
• NS31A: GCC-12.2.0 Ofast

Ryzen 7はなぜかO2よりOfastの方が遅かった（O2: 41946, Ofast: 40442）ので、O2の結果を採用しました。RK3399はCA72とCA53の2種類のコアがあるので、taskset 0x1 ./coremarkのように実行するコアを固定して計測しています。

CoreMarkのIterations/Secの結果はCPUの動作周波数の影響を受けてしまうため、CPUの性能比較をする際はIterations/SecをCPU動作周波数で割った値を使うことが多いです。

やはりx86系CPUの速さは圧倒的です。Ryzen 7は異次元の速さですし、ローエンド向けに思われがちなAtom系コアもARM Cortex-A72を圧倒しています。（12/28追記）Pentium J4205の動作周波数が間違っていた（1.5GHz → 2.6GHz）ので修正しました。

RISC-V勢はFU540（U54-MCコア）はかなり遅く、FU740（U74-MCコア）でやっとRK3328（Cortex-A53コア）などのSoCと並ぶくらいです。FU740を搭載したHiFive UnmatchedはPCと同じホームファクタのMini-ITXを採用しており、NVMe SSDやグラフィックカードが装着できる点などは非常に素晴らしいのですが……、PCの代わりに使用するとなると非力すぎて、RISC-V PCを名乗るにはまだ厳しそうですね。

CPU動作周波数の取得

LinuxでCPUの動作周波数を取得する方法は色々あって、イマイチ統一感がないですけれども、このベンチマークでは下記のようにしています。

• x86系: /proc/cpuinfoのcpu MHz欄
• ARM系: /sys/devices/system/cpu/cpuN/cpufreq/cpuinfo_cur_freq
• RISC-V系: SoC次第

FU740の動作周波数はCore PLL（/sys/kernel/debug/clk/corepll/clk_rateの値 = 1196000000）から得ました。ARM系はCPU周波数が負荷に応じて変化するため、yes > /dev/nullなどを起動してCPUに負荷をかけた状態で見ています。

もし私が何か勘違いしていてCPU動作周波数を間違えているとどうなるかというと、Coremark/MHzが間違った値になります。Iteration/Secは変わりません。