Grafikchip

In Sachen Grafik-Benchmarks sieht es unter Linux etwas mager aus. Zwar gibt es viele Spiele, die sich für Leistungsmessungen eignen würden, doch die verwendeten 3D-Engines sind meist schon etwas betagt und basieren oft auf der selben, von der Spieleschmiede Id Software im Quelltext veröffentlichten Quake-Engine. Die Shader-Möglichkeiten moderner GPUs liegen weitgehend brach. Obwohl die proprietären Treiber von ATI und Nvidia immer die neuesten OpenGL-Erweiterungen und sämtliche Shader-Techniken unterstützen, gibt es abgesehen von Linux-Portierungen einiger kommerzieller Spiele nahezu nichts, womit man unter dem freien Betriebssystem Shader-Leistung messen kann.

Deshalb erstellten wir für die LinuxUser-Benchmark-Suite aus dem Open-Source-Spiel Sauerbraten (Abbildung 1) mit Hilfe der Entwickler einen Benchmark, der explizit auf Grafik-Shader ausgelegt ist. Das Spiel basiert auf der recht modernen Cube-2-Engine, einer kompletten Eigenentwicklung des Sauerbraten-Projekts. Zur Leistungsmessung in gängigen 3D-Engines eignet sich hingegen beispielsweise der Open-Source-Shooter Nexuiz [11].

Abbildung 1: Die Cube-2-Engine von Sauerbraten nutzt Shader und eignet sich damit perfekt als Leistungstest für Grafikkarten.

Aber Spiele-3D ist nicht der einzige Grafik-Maßstab: Die Anforderungen und die recht klar umrissenen 3D-Welten unterscheiden sich stark von 3D im Anwendungsbereich, wie etwa 3D-Animation, CAD oder Visualisierung. Bei 3D-Anwendungen spielen Texturen selten und Shader meist überhaupt keine Rolle, hier kommt es auf möglichst hohe Zeichenleistung bei einfarbigen Polygonen sowie Drahtgitterdarstellung an – was wiederum im Spielebereich selten bis nie relevant ist.

Speziell zum Messen von 3D-Anwendungsperformance hat die Benchmarking-Organisation SPEC den OpenGL-Benchmark SPECviewperf [12] (Abbildung 2) entwickelt. Er besteht aus dem originalen OpenGL-Code diverser populärer 3D-Modelling-, CAD- und Visualisierungs-Programme – den Großteil davon gibt es auch für Linux. Das klassische, bei fast allen Distributionen enthaltene glxgears hingegen eignet sich nicht zum Leistungstest für 3D-Anwendungen. Dessen OpenGL-Code fällt zu alt und viel zu simpel aus, um brauchbare Ergebnisse zu bekommen.

Abbildung 2: SPECviewperf testet 3D-Anwendungsleistung. Hier eine der wenigen texturierten Szenen aus dem Maya-Subtest.

Doch Grafikleistung heißt nicht nur 3D. Auch die reine Zeichenleistung in 2D können Sie ermitteln, beispielsweise mit gtkperf [13]. Der ermittelte Wert sagt aus, wie flott das System Fenster zeichnet, was Einfluss auf die tägliche Arbeit mit dem Windowmanager ihrer Wahl hat: Nicht nur im Benchmark, sondern auch bei der normalen Nutzung werden Fenster ständig skaliert, verschoben und neu erstellt.

Newcomer OpenCL

In nicht allzu ferner Zukunft kommt bei den GPU-Tests ein weiterer Bereich hin: OpenCL, ein neuer plattform- und herstellerübergreifender Standard, der normale Rechenaufgaben statt auf der CPU auch auf dem Grafikchip ausführen kann. OpenCL dürfte in den nächsten Jahren sehr wichtig werden, weshalb wir bereits an einer OpenCL-Erweiterung für LUbench arbeiten. Viele rechenintensive Aufgaben, die heute noch die CPUs belasten, laufen aller Voraussicht nach schon bald weitgehend auf dem Grafikchip – und das auch noch deutlich schneller und stromsparender. H.264-Video-Decoding per VDPAU auf Nvidia-Grafikchips [14] machte hier unter Linux den Anfang.

Benchmarks auf DVD

Die LinuxUser Benchmark-Suite LUbench [4] enthält viele der im Artikel erwähnten Programme, darunter Bonnie++, GTKperf, Nexuiz, RAMspeed, Sauerbraten und SPECviewperf. Die übrigen oben erwähnten Tests finden Sie gesondert auf der DVD.

Infos

[1] Super-Pi (Windows): http://www.computerbase.de/downloads/software/benchmarks/super_pi/

[2] Geekbench: http://www.primatelabs.ca/geekbench/

[3] Linux Benchmark Suite: http://lbs.sourceforge.net

[4] LUbench v2.1.1: Daniel Kottmair, "Messdiener", LinuxUser 03/2010, S. 40, http://www.linux-community.de/artikel/20490/

[5] Phoronix: http://www.phoronix.com

[6] Phoronix-Testsuite: http://www.phoronix-test-suite.com

[7] USB 3.0 in der Praxis: Daniel Kottmair, "Entfesselt", LinuxUser 02/2010, S. 70, http://linux-community.de/artikel/19634/

[8] RAMspeed: http://www.alasir.com/software/ramspeed/

[9] Lmbench: http://www.bitmover.com/lmbench/

[10] Bytemark/Nbench: http://www.tux.org/~mayer/linux/bmark.html

[11] Nexuiz: http://www.alientrap.org/nexuiz/

[12] SPECviewperf: http://www.spec.org/gwpg/

[13] GTKperf: http://gtkperf.sourceforge.net

[14] GPU-Vergleich: Daniel Kottmair, "Elefantenrunde", LinuxUser 05/2009, S. 78, http://linux-community.de/artikel/18355/

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