Быстродействие: пустой цикл

сб, 18/04/2015 - 01:04 - st

Товарищ AtH предложил нам тест быстродействия, основанный на измерении времени выполнения пустых циклов. Однако, интерес представляют собой не только абсолютные величины, но и соотношение с тактовой частотой процессора, говорящее об эффективности программы (в случае ассемблера) или прошивки, на которой она выполняется.

Сводная таблица

Модель	Тактовая частота процессора, МГц (1)	Пустых циклов в сек (2)	Коэффицент использования (2)/(1)
Электроника МК 56	0,1	2,8	28,0
Электроника МК-161	22,0	2313,0	105,1
Форт-161, v1.0	22,0	52,0	2,4
CASIO ClassPad II (*)	?	1000,0	?
DM42(*) питание от батареи	24	1035,0	43,1
DM42(*) питание USB	80	3000,0	37,5
HP 33E	?	3,6	?
HP 35s	4	25,4	6,35
HP 41CX (*)	0,360	9,9	27,5
HP 50g (User RPL)	75,0	757,0	10,0
HP 50g (System RPL)	75,0	34482,8	459,8
HP 97 (*)	?	5,5
HP Prime G2	528,0	272727,3	516,5
Sharp EL 9900G	?	2542
Sharp PC g850 (Basic)	8	1049	131,1
Sharp PC g850 (C)	8	2460	307,5
TI-59 (*)	0,225	3,6	16
TI-89 HW2 (*)	12	142,9	11,9
TI-89 HW2 (Assembler)	12	699051,0	58254,3
WANG 452 (*)	?	240,0

(*) - замер сделан для 3000 циклов

Относительно низкий результат HP 50g вызван дополнительным уровнем абстракции: программа исполняется на интерпретаторе UserRPL, тот, в свою очередь, на эмуляторе процессора Saturn, который, наконец, работает на реальном процессоре. Аналогичная проблема у Форта для МК-161.

Программы

МК56

Программа для настольной «Электроники МК 56» (предложена AtH, время измерялось по встроенным часам «Электроники МК-161»):

00.FL0 01.00 02.С/П

Результаты:

362,72 секунд для 1000 циклов = 2,8 циклов/сек
10907,81 секунд (3:01:47,81) для 30000 циклов = 2,75 циклов/сек

Частоту процессора в 100 КГц принимаем таковой для Б3-34 согласно вики.

МК-161

Программа, измеряющая пустые циклы на входном языке «Электроники МК-161» (предложена AtH):

00. Сх
01. 3 ВП 4
04. П0
05. 65535
10. П9
11. РРП 9050
14. FL0 14
16. РРИП 9050
19. ИП9
20. ↔︎
21. -
22. ВП 2 /-/
25. С/П
26. БП 00

Результат: 12,97 секунд для 30000 циклов = 2313 циклов/сек.

Обновление от 28/11/2015

00. Сх
01. 3 ВП 4
04. П0
05. 65535
10. РРП 9050
13. FL0 13
15. РРИП 9050
18. -
19. ВП 2 /-/
22. С/П
23. БП 00

Результат: 12,98 секунд для 30000 циклов = 2311 циклов/сек.

DM42

Программа предложена Виталием Самуровым.

00 { 24-Byte Prgm }
01▸LBL "BB"
02 3000.00001
03 STO 00
04▸LBL 00
05 DSE 00
06 GTO 00
07 RTN
08 END

Результат (3000 циклов):

питание от батареи: 2.9 секунды = 1035 циклов/сек.
питание от USB: 1 секунда = 3000 циклов/сек.

HP 50g

Тест пустого цикла для HP 50g на основном входном языке User RPL (предложена С.Тарасовым)

« 
TICKS
1 30000 START NEXT
TICKS 
SWAP - B->R 8192 /
»

Результат: 39,64 секунд для 30000 циклов = 757 циклов/сек.

Тест пустого цикла для HP 50g на System RPL (предложена С.Тарасовым)

::
 CLKTICKS
 30000 BINT1
 DO
 LOOP
 CLKTICKS
 SWAP bit- HXS>% % 8192 %/
;

Результат: 0,87 секунд для 30000 циклов = 34482,8 циклов/сек.

HP 35s

Программа теста для HP 35s использует встроенный цикл с декрементом (предложена С.Тарасовым)

A001 LBL A
A002 RPN
A003 30000.00001
A004 STO Z
A005 DSE Z
A006 GTO A005
A007 RTN

Результат: 1182 секунд (19:41.790) для 30000 циклов (замер по секундомеру stopwatch из linux) = 25,4 цикла/сек.

Более полные испытания HP 35s также совпадают с полученной цифрой: Timing for HP 35s Calculator Instructions (PDF, англ.яз). См. также:

TI-59 (1977)

Программу и результаты измерений Guillaume Tello (личный сайт на англ. и франц. языках).

000 LBL A
002 3 0 0 0 STO 00
008 DSZ 0 008
012 R/S

Результат: 551 секунда (9:11) для 3000 циклов = 5,5 циклов/сек.

WANG 452 (1973)

Программу и результаты измерений Guillaume Tello. Калькулятор оснащен кварцем на 4 МГц, но реальная тактовая частота ниже, её величину требуется уточнить.

0000 3 0 0 0 STORE
0005 1 -
0007 SKIP IF X=0
0008 GOTO -3
0010 STOP END

Результат: 12,5 секунд для 3000 циклов = 240 циклов/сек.

HP 97

Программу и результаты измерений предоставил Guillaume Tello.

LBL B
DSZ I
GOTO B
RTN
LBL A
3000 STO I
GOTO B

Результат: 844 секунды (14:48) для 3000 циклов = 3,6 циклов/сек.

HP 33E

Программу и результаты измерений предоставил Serguei_Tarassov.

ENTER
1
-
g x>0
GTO 01
R/S

Запуск: GTO 00 1000 R/S
Результат: 276 секунд (4:36) для 1000 циклов = 3,6 циклов/сек.

HP 41CX

Программу и результаты измерений предоставил Guillaume Tello.

LBL BB
3000.00001 STO 00
LBL 00
DSE 00
GTO 00
RTN

Результат: 303 секунды (5:03) для 3000 циклов = 9,9 циклов/сек.

HP Prime G2

Программу и результаты измерений предоставил Ardo_79.

EXPORT PROG()
BEGIN
 FOR X FROM 1 TO 3000000 DO
 END;
END;

Результат: 11 секунд для 3 000 000 циклов = 272727,3 циклов/сек.

TI-89 (HW2)

Программы и результаты измерений предоставил Guillaume Tello.

test()
Prgm
For i,1,3000
EndFor
EndPrgm

Результат: 21 секунда для 3000 циклов = 142,9 циклов/сек.

На ассемблере ($02000000 = 33 554 432)

   move.l #$02000000,d0
.loop:
   subq.l #1,d0
   bne.s .loop
   rts

Транслируется в

Exec "203c02000000538066fc4e750000"

Результат: 48 секунд для 33 554 432 циклов = 699 051 циклов/сек.

CASIO ClassPad II

Программу и результаты измерений предоставил Guillaume Tello.

For 1=>i to 3000
Next
Stop

Результат: 3 секунды для 3000 циклов = 1000 циклов/сек.

Sharp PC g850

Программы и результаты измерений предоставил Ardo_79.

BASIC (встроенный входной язык)

10 FOR X=1 TO 30000
20 NEXT

Результат: 28,6 секунд для 30000 циклов = 1049 циклов/сек.

С (встроенный входной язык)

10 main() {
20 int x;
30 for(x=1;x<=30000;x++) {}
40 }

Результат: 12,2 секунд для 30000 циклов = 2460 циклов/сек.

Sharp EL 9900G

Программы и результаты измерений предоставил Ardo_79.

BASIC (встроенный входной язык)

FOR X,1,30000
NEXT

Результат: 11,8 секунд для 30000 циклов = 2542 циклов/сек.

Метки публикаций:

Испытания

Тестовые

st's blog
Log in or register to post comments
Просмотров 16824

Измерил вчерашний альфа-релиз 0.3.5a. В нём константа 256 занесена в RE, что немного увеличило быстродействие адресного интерпретатора по сравнению с предыдущим замером версии 0.3.2a. Также включил туда ваши замеры по HP 35s и HP 50g, спасибо!

Приятное открытие, что Каллисто смогла обогнать вдвое HP 35s — даже при том, что Форт был реализован поверх ЯМК, а не закрытого для нас машинного языка (низкий коэффициент использования, по вашей терминологии).

HP 50g, для статистики

Permalink Submitted by AtH on сб, 18/04/2015 - 15:53.

Замер по предложенной программе на моём HP 50g дал 37,73 секунды.
795 холостых циклов в секунду.

VER
4.20060919

МК-56 и HP 35s

Permalink Submitted by AtH on сб, 18/04/2015 - 19:26.

Исходный тест требует проведения 30000 циклов и предложен Джоном Джеймсом (John S James) из Беркли, Калифорния в журнале «Байт» за август 1980 г. (том 5 номер 8) на стр.114 в Листинге 5 под названием TIME-TEST. Сегодня я обновил данные по «Электронике МК-56», честно выполнив все 30000 циклов. По внешнему таймеру получилось 3:01:47,81 — удивительно точно 2,75 циклов в секунду. Извиняюсь, что подал дурной пример.

Можете провести полный тест HP 35s — выполнив все требующиеся 30000 циклов? К сожалению, у меня нет этой «железки» и самостоятельно её измерить не могу.

Сейчас HP 35s это единственный калькулятор, который из-за недостаточного количества проведённых циклов несколько выбивается из таблицы.

Добавил

Permalink Submitted by st on сб, 18/04/2015 - 21:01.

Добавил для 30000 и HP 35s. Если я не ошибся в предоставленных данные по частоте процессора 33 КГц, то по эффективности микрокода (прошивки) это чудо американской инженерной мысли 40-летней давности перекрывает всех с большим запасом.

Частота процессора у HP 35S

Permalink Submitted by AtH on вс, 19/04/2015 - 00:50.

Комментарий был перемещен и теперь находится здесь.

Sharp PC g850

Permalink Submitted by Ardo_79 on пт, 27/11/2015 - 22:25.

Результат: 8 МГц 28,6 секунд для 30000 циклов = 1049 циклов/сек.
Коэффициент использования - 131.125 ( BASIC )

8 МГц 12,2 секунд для 30000 циклов = 2460 циклов/сек.
Коэффициент использования - 307.5 ( Cи )

Sharp PC g850

Permalink Submitted by st on сб, 28/11/2015 - 15:45.

[quote=Ardo_79]Результат: 8 МГц 28,6 секунд для 30000 циклов = 1049 циклов/сек.
Коэффициент использования - 131.125 ( BASIC )
8 МГц 12,2 секунд для 30000 циклов = 2460 циклов/сек.
Коэффициент использования - 307.5 ( Cи )[/quote]

Спасибо! Не могли бы вы привести текст программ?

Sharp PC g850 текст программ

Permalink Submitted by Ardo_79 on сб, 28/11/2015 - 19:33.

BASIC
10 FOR X=1 TO 30000
20 NEXT

Си
10 main() {
20 int x;
30 for(x=1;x<=30000;x++) {}
40 }
Причем Си встроенный в Sharp PC g850

Новое измерение для «Электроники МК-161»

Permalink Submitted by AtH on сб, 28/11/2015 - 13:48.

Сергей, я улучшил программу для оценки быстродействия МК-161 «на холстом ходу», можно обновить её код?
00. Сх
01. 3 ВП 4
04. П0
05. 65535
10. РРП 9050
13. FL0 13
15. РРИП 9050
18. -
19. ВП 2 /-/
22. С/П
23. БП 00

Вот сегодняшнее измерение для МК-161, версия 1.20 от 08.07.14:
1 запуск 12,98 (подсветка вкл)
2 запуск 12,98 (подсветка вкл)
3 запуск 12,98 (подсветка вкл)
4 запуск 12,98 (без подсветки)
5 запуск 12,98 (без подсветки)

Итого 30000 циклов требует 12,98 секунд, то есть 2311 циклов/с

Обновил

Permalink Submitted by st on сб, 28/11/2015 - 15:35.

Обновил, только новый результат чуть хуже предыдущего.

Один тик таймера

Permalink Submitted by AtH on сб, 28/11/2015 - 16:12.

Спасибо. В прошлой версии инициализация занимала чуть больше времени. Возможно, таймер успевал «тикнуть» до первого замера — а сейчас первый «тик» происходит уже во время основного цикла. Это всё в пределах погрешности.

P.S. Сейчас измерил 300 тыс. циклов. Результат 129,45 c. 2317,5 циклов в секунду.

Sharp EL 9900G

Permalink Submitted by Ardo_79 on ср, 23/12/2015 - 22:20.

Результат: ? МГц 11,8 секунд для 30000 циклов = 2542 циклов/сек.

FOR X,1,30000
NEXT

Быстродействие Каллисто 1.0

Permalink Submitted by AtH on пт, 10/11/2017 - 12:26.

30000 циклов за 9 минут 37,23 с
Итого 577,23 с или 51,97 пустых циклов в секунду

Электроника МК-85

Permalink Submitted by Электромонтёр on ср, 13/02/2019 - 05:41.

Электроника МК-85 декабря 1993 (или января 1994)

Программа на 3000 циклов:

1 PRINT "START"
2 FOR A=0 TO 3000 STEP 1
3 NEXT A
4 PRINT "STOP"

Запуск для Р0: S 0, EXE, EXE.

Время выполнения 89 секунд в обычном режиме и 17 секунд в турборежиме.

Здесь пишут,

У МК 85 - 500 кГц и 2 МГц, соответственно.

А здесь пишут,

ЦП MK85 шуршал на скорости 2,4 МГц

В общем, пока неясно, на какой частоте работает аппарат в турборежиме...

Итого, производительность в обычном режиме 33,7 циклов/с, коэфф использования (0,5 МГц) - 67,4. В турборежиме - 176,5 циклов/с, коэфф использования - (2,0/2,4 МГц) 88,2/73,5. Я думаю, различие эффективности норма/турбо связано с контроллером дисплея, имеющего свой независимый тактовый генератор.

—

Сайт

HP Prime G2 528 МГц

Permalink Submitted by Ardo_79 on пн, 30/12/2019 - 12:36.

HP Prime G2 528 МГц
3000000 циклов за 11 сек.

EXPORT PROG()
BEGIN
 FOR X FROM 1 TO 3000000 DO
 END;
END;

Main menu

You are here

Быстродействие: пустой цикл

Сводная таблица

Программы

МК56

МК-161

DM42

HP 50g

HP 35s

TI-59 (1977)

WANG 452 (1973)

HP 97

HP 33E

HP 41CX

HP Prime G2

TI-89 (HW2)

CASIO ClassPad II

Sharp PC g850

Sharp EL 9900G

Комментарии

Обновлённые данные

HP 50g, для статистики

МК-56 и HP 35s

Добавил

Частота процессора у HP 35S

Sharp PC g850

Sharp PC g850

Sharp PC g850 текст программ

Новое измерение для «Электроники МК-161»

Обновил

Один тик таймера

Sharp EL 9900G

Быстродействие Каллисто 1.0

Электроника МК-85

HP Prime G2 528 МГц

Форма поиска

Main menu

Вход для пользователей

You are here

Быстродействие: пустой цикл

Сводная таблица

Программы

МК56

МК-161

DM42

HP 50g

HP 35s

TI-59 (1977)

WANG 452 (1973)

HP 97

HP 33E

HP 41CX

HP Prime G2

TI-89 (HW2)

CASIO ClassPad II

Sharp PC g850

Sharp EL 9900G

Комментарии