Технологии виртуализации сегодня могут быть интересны широкому кругу пользователей – начиная от ИТ-директоров больших корпораций и заканчивая программистами и разработчиками ПО. Развитие аппаратной и программной базы достигло такого уровня, когда виртуализация уже не является чем-то технически сложным, требующим дорогостоящего оборудования и специальной подготовки. Многочисленные примеры ее эффективного использования постоянно обсуждаются в прессе и мы не будем здесь на них останавливаться. Однако в вопросе оценки производительности этих решений есть определенный пробел.
Эту тему в некотором смысле можно считать не очень важной, поскольку если требуется высокая скорость приложений – можно использовать реальные системы или нарастить производительность, установив больше процессоров, много оперативной памяти и мощную систему хранения. Так что данное небольшое тестирование можно считать практической проверкой известного всем предположения, что падение скорости вычислений от виртуализации незначительно.
В этой статье мы использовали методику тестирования процессоров для проверки скорости работы виртуальных машин. Как обычно, нельзя обойтись без нескольких замечаний. Производительность виртуальной среды зависит не только от эффективности ПО. «Отдаление» операционной системы и приложений от реальной платформы влияет на скорость доступа к носителям данных и сетевым ресурсам, а также на производительность графической системы. Поскольку сейчас мы хотим сосредоточиться на процессоре, то влияние первого фактора мы постарались снизить, используя возможность VMware предоставить виртуальной машине реальный физический винчестер. Сетевой обмен в этих тестах не используется, так что с этим проблемы нет. Что касается графики, то, в этом материале мы исключили тесты интерактивной работы в графических пакетах, векторной графики, игры и просмотр видео.
Конфигурация тестовых стендов
Тесты запускались на ПК следующей конфигурации: процессор Intel Core i7-2600K, материнская плата ASUS P8H67-M-EVO, оперативная память 16 ГБ DDR3, два жестких диска Western Digital WD2003FYYS. Система работала под управлением Windows 7 x64. В качестве отправной точки (100 баллов на графиках) использовались результаты, полученные при запуске тестов на этой реальной системе («real 8c»). Во время работы были активированы технологии Hyper-threading, Intel Virtualization Technology, Enhanced Intel SpeedStep Technology и Turbo Mode. Дополнительно на графиках присутствуют цифры данной системы с отключенным HT («real 4c»).
В качестве программного обеспечения виртуализации был выбран продукт VMware Workstation версии 8 как один из наиболее популярных вариантов для использования на настольных системах. Не стоит искать никаких заговоров в этом решении, просто нужно с чего-то начать. Если тема будет интересна читателям, то вполне возможно тестирование и с другими решениями.
Конфигурации виртуальных машин отличались числом процессорных ядер (2, 4 и 8), объем оперативной памяти составлял 4 ГБ. Операционная система находилась на втором физическом жестком диске, который был полностью передан в виртуальную машину. Остальные настройки – по стандартному шаблону для Windows 7 x64. Также были установлены VMware tools с соответствующими драйверами.
Еще раз напомним, что набор приложений нашей тестовой методики рассчитан на сценарии использования настольных персональных компьютеров. Однако в случае виртуализации он приобретает новые стороны – многие задачи вполне реальны на автономных станциях рендеринга или обработки мультимедиа данных, а также при работе с виртуальными офисными ПК (технология VDI).
Возможных комбинаций и параметров в данном тестировании слишком много и по выбору большинства из них можно долго и настойчиво спорить. Учитывая, что тестирование одной конфигурации занимает много времени, нам хотелось сначала получить реальные результаты и уже на их основании подумать о следующих шагах в этом направлении.
Также отметим, что тестирование в виртуальных средах могут приводить к странным результатам если программа поддерживает многопоточность, но пытается определить доступное число ядер исходя из идентификатора модели установленного процессора, а не системной переменной. Второй момент, который встретился в этой статье – зависимость результатов тестов от видеокарты и ее драйвера. В нашем случае получается противопоставление Intel HD3000 в реальной системе и виртуального адаптера VMware в виртуальной среде. Их сравнение в наших задачах не имеет никакого практического смысла.
Тестирование
С детальным описанием используемых в методике приложениях можно ознакомиться в отдельной статье. Отличием от другх тестирований раздела в этот раз будет конфигурация стендов и выбранный за 100 баллов ПК. Мы не стали использовать игровые приложения и программы для работы с векторной графикой, поскольку для исследуемого вопроса они подходят мало. Как обычно, тем, кто интересуется более подробной информацией, предлагается скачать таблицу в формате Microsoft Excel, в которой все результаты приведены как в преобразованном в баллы, так и в «натуральном» виде.
Финальный рендеринг трёхмерных сцен
Приложения этой группы являются яркими представителями требовательных к ресурсам процессора задач. В целом падение скорости от виртуализации здесь можно оценить менее чем в десять процентов, что обнадеживает. Лидером по эффективности является Lightwave, показавший на восьми виртуальных ядрах производительность в 98% от реальных.
Упаковка и распаковка
У архиваторов потери чуть выше. В данном случае это может быть обусловлено виртуализацией системного накопителя, скорость которого влияет на данный класс приложений.
Кодирование аудио
Задачи кодирования аудиозаписей, как и рендеринг, любят быстрые процессоры. Так что в них мы видим поведение аналогичное первой диаграмме и даже лучше – итоговый балл у системы «vmware 8c» составляет 98.
Компиляция
Компиляторы имеют дело с большим количеством файлов в исходных проектах, поэтому влияние системы хранения здесь явно прослеживается. Отметим заметное падение скорости компиляции MSVC при четырех виртуальных ядрах.
Математические и инженерные расчёты
В этой группе тестирование прошло не очень удачно и мы рекомендуем посмотреть на подробные результаты, поскольку общий балл не очень показателен. MAPLE, MATLAB и SolidWorks выступили отлично – с минимальными потерями на всех конфигурациях. Необычные результаты Maya и Creo Elements можно объяснить только влиянием графической подсистемы.
Растровая графика
Приложения этой группы идеологически не очень подходят для виртуальной структуры, однако вполне могут встретиться на рабочих столах пользователей VDI. Все программы, кроме ACDSee, показали снижение скорости на уровне двадцати процентов.
Кодирование видео
Виртуальные среды можно успешно применять для кодирования видеоматериала. Все использованные в группе приложения ведут себя сходным образом. Потери составляют около десяти баллов.
Многопоточный офис
Пожалуй, это наиболее яркая иллюстрация эффективности виртуализации традиционного программного обеспечения для офисных систем. Так что на пути внедрения решений VDI явно не будет стоять вопрос производительности рабочих мест.
Java
Еще один хороший сценарий для сторонников виртуализации. Снижение результатов на виртуальной машине составляет пять баллов.
Итого
Как мы уже отмечали в начале статьи, результат в целом можно было предположить и без проведения тестирования. Однако оно на практике подтвердило, что использование технологий виртуализации сегодня позволяет решать широкий класс ресурсоемких задач без существенных потерь в производительности.
Для большинства исследованных приложений скорость при работе в виртуальной среде снижается менее чем на 20%, а некоторые укладываются и в пять процентов.
