Лучшие бенчмарки для Linux: как протестировать и интерпретировать результаты

Краткое введение

Бенчмарк — это тест или набор тестов, которые измеряют, насколько хорошо работает конкретное аппаратное обеспечение. Часто термин практически равен стресс-тестированию: вы нагружаете систему, чтобы увидеть её пределы. Большинство бенчмарков имитируют реальные рабочие нагрузки, поэтому они дают количественные данные о производительности.

Важное: бенчмарк показывает поведение в конкретных условиях. Если цифры низкие, это повод проверить драйверы, конфигурацию и охлаждение, прежде чем покупать новое железо.

Когда и зачем запускать бенчмарки

• Подтвердить, что новое железо работает как ожидается.
• Найти узкие места в системе — CPU, GPU, диск, память, сеть.
• Сравнить несколько машин или конфигураций по объективным метрикам.
• Оценить стабильность и износ оборудования под длительной нагрузкой.

Определение базовой методологии перед запуском тестов поможет получать сопоставимые результаты. Ниже есть мини-методология и контрольный чеклист.

Все в одном: универсальные наборы тестов

Вместо установки множества отдельных утилит, полезно начать с набора, который покрывает все подсистемы.

Phoronix Test Suite

Phoronix Test Suite — очень популярный набор тестов для Linux. Он содержит более 100 наборов тестов и более 450 профилей. Вы выбираете только нужные наборы: например, Processor_Tests и Disk_Tests.

Плюсы:

• Много тестов и профилей.
• Возможность гибкой установки и автоматизации.
• Поддержка логов и отчётов.
• Бесплатен и с открытым исходным кодом.

Минусы и ограничения:

• Кривая обучения у новых пользователей.
• Некоторые тесты могут требовать внешних зависимостей.

Совет: используйте PTS Desktop Live, чтобы протестировать машину с «чистой» среды без влияния локальной конфигурации.

stress-ng

Как следует из названия, stress-ng — это инструмент для стресс-тестирования. Он отлично подходит, если нужно понять предельное поведение системы, но использовать его стоит осторожно: частые стресс-тесты ускоряют износ некоторых компонентов, особенно SSD и кулеров.

Установка на Debian/Ubuntu:

sudo apt-get install stress-ng

Установка на Fedora/Red Hat/CentOS:

sudo yum install stress-ng

stress-ng может нагружать CPU, память, ввод-вывод, сеть, виртуальную память и другие подсистемы. Для каждого теста можно задавать количество экземпляров, число ядер, уровень агрессивности и длительность.

Важно: перед запуском большого теста проверьте температуру и питание, чтобы избежать троттлинга и неконтролируемого поведения.

PassMark BurnInTest

BurnInTest от PassMark — коммерческое приложение, доступное в Linux-версии. Оно ориентировано на стабильность и надёжность, а не на чистую производительность.

• Бесплатная пробная версия — 30 дней.
• Стоимость после пробной версии — 79 долларов.

Рекомендуется сочетать BurnInTest с более производительными тестами, если ваша цель — именно числовые сравнения производительности.

Бенчмарки CPU

CPU — одна из самых сложных подсистем для сравнения, так как архитектура, частота, кэш и наборы инструкций влияют по-разному на разные типы нагрузок.

Geekbench

Geekbench хорош для сравнения CPU: он включает десять целочисленных тестов и восемь тестов с плавающей запятой. Linux-версия работает через командную строку, результаты загружаются в веб-интерфейс для удобного просмотра.

Особенности лицензии:

• При загрузке запускается Tryout Mode с ограниченными возможностями (64-бит и OpenCL).
• Для CUDA, standalone-режима и дополнительных функций требуется покупка Geekbench Pro.

Когда использовать: для быстрой кросс-платформенной оценки CPU и для сравнения результатов с базой данных на сайте.

Hardinfo

Hardinfo — утилита для получения информации о системе и проведения простых бенчмарков.

Установка на Debian/Ubuntu:

sudo apt-get install hardinfo

Установка на Fedora/Red Hat/CentOS:

sudo yum install hardinfo

Hardinfo включает шесть тестов, дающих баллы для сравнения. CPU-тесты — целочисленные, FPU-тесты — с плавающей запятой. Hardinfo удобен для быстрой проверки и получения конфигурации системы.

Совет: при сравнении результатов обязательно сопоставляйте одинаковые тесты и версии утилит.

Бенчмарки GPU

Для оценки графической подсистемы базовой проверки в игре может быть достаточно. Для количественной оценки используйте специализированные тесты.

Unigine (Valley и Heaven)

Unigine предлагает два известных бенчмарка: Valley и Heaven. Они визуально нагружают GPU и помогают оценить производительность под графикой.

• Бесплатные версии интерактивные и подходят для оценки игровой производительности.
• Профессиональные версии стоят 495 долларов и предназначены для коммерческого и глубинного анализа.

Когда использовать: при тестировании игровых систем или при проверке видеоподсистемы на стабильность и артефакты в визуальных сценах.

GFXBench

GFXBench (ранее GLBenchmark) содержит набор высокоуровневых и низкоуровневых тестов. Хорош для проверки как общей производительности, так и специфических возможностей GPU.

Плюс: есть база результатов для сравнения чужих карт, если нужно оценить GPU, которого у вас нет.

Бенчмарки дисковой подсистемы

Производительность диска измеряется скоростью чтения/записи, задержками, IOPS и устойчивостью под нагрузкой. Для бэкапов важна надёжность и долговечность, для ОС и приложений — скорость и задержки.

Hdparm

Hdparm — командная утилита, доступная на большинстве дистрибутивов. Она измеряет buffered и cached read и может управлять некоторыми параметрами диска. Осторожно: неправильное использование hdparm может повредить данные или настроить диск небезопасно.

Пример последовательности действий:

1. Получите список файловых систем и примонтированных дисков:

df -h

2. Предположим, тестируемый раздел — /dev/sda2. Тест buffered read:

sudo hdparm -t /dev/sda2

Пример вывода:

/dev/sda2:
    Timing buffered disk reads: 180 MB in 3.00 seconds = 59.96 MB/sec

Тест cached read:

sudo hdparm -T /dev/sda2

Пример вывода:

/dev/sda2:
    Timing cached reads: 3364 MB in 2.00 seconds = 1682.75 MB/sec

Рекомендации:

• Запускайте команду несколько раз и усредняйте результаты.
• Не выполняйте тяжелые операции в фоне во время теста.
• Для NVMe-устройств используйте nvme-cli и fio для более точной картины.

Важное предупреждение: команды, меняющие настройки диска, могут повредить данные.

Bonnie++

Bonnie++ — утилита для оценки производительности файловой системы и дисков. Устанавливается из репозиториев.

Установка на Debian/Ubuntu:

sudo apt-get install bonnie++

Установка на Fedora/Red Hat/CentOS:

sudo yum install bonnie++

Пример запуска:

bonnie++ -d /tmp -r 2048 -u username

Где параметр -d указывает каталог для тестов, -r — объем оперативной памяти в МБ, -u — пользователь, от имени которого запускается тест.

Если вы не знаете объём ОЗУ, используйте:

free -m

Bonnie++ выдаёт csv-строку с набором чисел. Преобразите её в HTML для удобного просмотра:

echo "[paste your results]" | bon_csv2html > /tmp/test.html
xdg-open /tmp/test.html

Это создаст таблицу с результатами для изучения.

Как интерпретировать результаты

Несколько принципов и ментальных моделей, которые помогут понять, что значат цифры:

• Пропускная способность (MB/s) показывает объём данных за время. Важно для копирования больших файлов и потоковой передачи.
• Задержка и IOPS важны для случайных операций (базы данных, веб-серверы).
• Высокая средняя скорость при низких пиках может говорить о кешировании, а не о реальной производительности под нагрузкой.
• Температура и троттлинг влияют на устойчивость; низкие пиковые показатели на длительных тестах говорят о перегреве или экономии энергии.

Контрпример, когда бенчмарки могут ввести в заблуждение:

• Однократный прогон в чистой системе может показать отличные числа, но через 30 минут под нагрузкой схема питания и тепло поменяют ситуацию.
• Игровые бенчмарки не всегда отражают производительность в научных вычислениях.

Мини-методология для честного теста

1. Обновите систему и драйверы.
2. Перезагрузите и закройте ненужные приложения.
3. Отключите фоновые задания, автоматические обновления и менеджеры облачных дисков.
4. Убедитесь в стабильном питании и охлаждении.
5. Прогоняйте минимум 3–5 повторов и усредняйте результаты.
6. Фиксируйте версии утилит, параметры запуска и условия окружающей среды (температура, частота CPU).
7. Документируйте выводы и скриншоты/логи.

Критерии приёмки результатов:

• Прогон выполнен не менее 3 раз.
• Разброс результатов менее 10% для основных метрик.
• Температура не достигала порога троттлинга.

Чеклист перед запуском бенчмарка

• Обновлены ядро и драйверы (если нужно).
• Перезагрузка перед тестом выполнена.
• Отключены фоновые процессы.
• Стабильное питание (в ноутбуках — питание от сети).
• Собраны базовые метрики температуры и частоты.
• Задокументированы параметры теста и версия утилит.

Руководство по выбору инструмента (decision tree)

flowchart TD
  A[Что хотите тестировать?] -->|Всё вместе| B'Phoronix'
  A -->|Стабильность| C'BurnInTest'
  A -->|Стресс/нагрузка| D'stress-ng'
  A -->|CPU только| E'Geekbench/Hardinfo'
  A -->|GPU только| F'Unigine/GFXBench'
  A -->|Диск| G'Hdparm/Bonnie++'
  B --> H[Подходит для большинства случаев]
  C --> H
  D --> H
  E --> H
  F --> H
  G --> H

Таблица-ориентир: сравнение инструментов

Риски и меры предосторожности

• Стресс-тесты могут ускорить износ HDD и SSD.
• Некоторые инструменты требуют рут-прав, будьте осторожны с командами, изменяющими настройки оборудования.
• Сравнивайте только одинаковые тесты и конфигурации.

Ролевые чеклисты

Администратор системы:

• Проверить логи и обновления драйверов.
• Убедиться в резервном питании и охлаждении.
• Автоматизировать бенчмарки для CI/CD, если нужно.

Пользователь / энтузиаст:

• Запустить Phoronix или Geekbench для базовой оценки.
• Прогнать hdparm и bonnie++ для диска.
• Сохранить и сравнить результаты с онлайн-базой.

QA / тестировщик производительности:

• Создать сценарии с фиксированными конфигурациями.
• Прогонять тесты в контролируемой среде.
• Собирать профили CPU/GPU и логи трейсинга.

Примеры тест-кейсов и критерии приёмки

1. Тест нагрузки CPU (stress-ng) — 30 минут, использование 100% всех логических ядер.
   • Критерии приёмки: нет сбоев, троттлинг не превышает 5% в течение последних 10 минут, температура под пределом.
2. Тест диска (Bonnie++) — файл объёмом 2×RAM, симуляция случайных и последовательных операций.
   • Критерии приёмки: средняя скорость последовательного чтения/записи > ожидаемого порога, нет ошибок ввода/вывода.
3. Игровой бенчмарк (Unigine) — 5 прогонов сцены Heaven при одинаковых настройках графики.
   • Критерии приёмки: средний FPS стабилен, нет артефактов.

Советы по повышению точности

• Выключайте Turbo Boost при сравнении различных процессоров, если он влияет на тесты.
• Для дисков используйте fio для более детального контроля шаблонов I/O.
• Для сетевых тестов применяйте iperf3 и фиксируйте задержки и вариативность.

Совместимость и миграция

• Большинство инструментов работают на основных дистрибутивах Linux. Однако версии пакетов и зависимости могут отличаться.
• Используйте контейнеры или Live-образ для запуска одинаковых наборов тестов на разных машинах.

Заключение

Бенчмарки — мощный инструмент для объективной оценки производительности и стабильности. Начните с универсального решения вроде Phoronix, затем локализуйте узкие места с помощью stress-ng, hdparm, Bonnie++, Unigine и других. Всегда документируйте условия теста и прогоняйте несколько повторов. И помните: цифры — это инструмент, а не приговор; прежде чем покупать новое железо, проверьте конфигурацию, драйверы и охлаждение.

Итоговые вопросы для самопроверки:

• Правильно ли настроены условия теста?
• Прогоняли ли вы тесты несколько раз и зафиксировали средние значения?
• Были ли учтены факторы троттлинга и фоновой нагрузки?

Нам интересно ваше мнение: какие инструменты вы используете на Linux и какие результаты получили? Оставьте комментарий.