Fujitsu Server PRIMERGY & PRIMEQUEST
ベンチマークの概要 SPECpower_ssj2008

本書では、Standard Performance Evaluation Corporation(SPEC)により開発、発行されているベンチ
マーク SPECpower_ssj2008 について説明します。
SPECpower_ssj2008 は、テスト対象システム(SUT)の消費電力およびパフォーマンス特性の双方を評価することにより、ボリュームサーバークラスコンピューターのエネルギー効率を測定します。
SPECpower_ssj2008 が定義する測定標準により、お客様は SPECpower_ssj2008 で測定されるエネルギー効率を他の設定やサーバーと比較することができます。

バージョン
1.3
2023-10-03

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目次
SPECpower_ssj2008 の概要 ................................................................................................................................................. 3
ベンチマークの目的 ................................................................................................................................................................ 4
ベンチマークのコンポーネント .................................................................................................................................................. 5
SPECpower_ssj2008 テストシーケンス ................................................................................................................................... 6
測定結果とその解釈 ................................................................................................................................................................ 7
関連資料 ............................................................................................................................................................................... 9Fujitsu Public

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SPECpower_ssj2008 の概要
Standard Performance Evaluation Corporation(SPEC)は、コンピューターシステムのパフォーマンスを評価する標準化されたベンチマークの開発と発行に特化した組織として知られています。IT 業界および政府にとってサーバーの電力効率が優先度の高い問題になったので、SPEC は SPECpower_ssj2008 を設計することにより、サーバー電力測定標準を初めて定義しました。SPECコンソーシアムのメンバーは、富士通などコンピューター業界のリーディングカンパニーです。
SPEC は、2007 年 12 月に SPECpower_ssj2008 V1.0 を初めてリリースし、さらに 2009 年 4 月に SPECpower_ssj2008 V1.10をリリースしました。SPECpower_ssj2008 V1.10 の主要な新機能は、ブレードのような共通インフラストラクチャーを共有する
現代の多重システムの電力効率を測定する多重ノードサーバーをサポートしたことです。さらに、ビジュアルアクティビティーモニター(VAM)により、ベンチマーク実行中に収集したデータのリアルタイムグラフ表示を可能にしました。2 つのメンテナンス
リリース V1.11 と V1.12 は、それぞれ 2011 年 9 月と 2012 年 5 月に公開されました。これらは主に、結果のプレゼンテーションとエラーレポートの機能を拡張しており、さらに多くの測定デバイスに対応している PTDaemon のより新しいバージョンを含んでいます。2012 年 6 月 6 日より、公開物は V1.12 でのみ使用できるようになっています。
本書の目的は、ベンチマークの動作方法および結果の解釈方法の概要を説明することです。

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ベンチマークの目的システムを比較するときは、原則として個々のお客様のアプリケーションが評価の基準になります。しかし、時間の不足や複雑さなどの理由のため、お客様のアプリケーションでさまざまなシステムをテストして最適なシステムを見つけ出すことができない場合があります。ベンチマークは、お客様がシステムを選択するときに客観的な基準を提供するために開発されたものです。
ベンチマークは、個々のシステムコンポーネントの速度やシステム全体のパフォーマンスおよびエネルギー効率を測定する、標準化されたツールです。
SPECpower_ssj2008 は、テスト対象システム(SUT)の消費電力とパフォーマンス特性を測定することにより、コンピューターのエネルギー効率を測定します。典型的なサーバーサイド Java アプリケーションで業務トランザクションを処理するときの電力消費を、負荷レベル 100 パーセントからアイドル状態まで 10 パーセントごとの 11 のレベルでレポートし、得られたパフォーマンススコアと関連付けます。測定対象サーバーのそれぞれの負荷レベル測定結果からエネルギー効率を計算し、更に総合的な電力効率指標を計算します。
段階的なワークロードは、サーバーの処理負荷および電力消費が、日や週により大きく変化することを示しています。総合的な電力効率指標を計算するには、各レベルで測定したトランザクションスループットを合計し、各レベルの平均電力消費の合計で割ります。結果は、overall ssj_ops/watt という性能指数です。これは、測定対象サーバーのエネルギー効率を示します。
ssj2008 というベンチマーク名の一部は、典型的な server-side Java(サーバーサイド Java)ビジネスアプリケーションを実現するワークロードに由来しています。ワークロードはスケーラブルで、マルチスレッド化されており、様々なオペレーション環境で利用でき、経済的に実行できます。ワークロードは CPU、キャッシュ、メモリー階層および symmetric multiprocessorsystems(対称型マルチプロセシングシステム、SMP)を実行し、Java Virtual Machine(Java 仮想マシン、JVM)、Just In Time(ジャストインタイム、JIT)コンパイラー、ガーベージコレクション、スレッド、およびオペレーティングシステムなどに負荷を掛けます。
ワークロードは、SPECjbb2005 ベンチマークのワークロードに派生したものですが、これら 2 つのワークロードは、トランザクションの混合、スケジューリングとタイミングの基本的な違いのため、比較されていません。

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ベンチマークのコンポーネント
SPECpower_ssj2008 は、基本的に 4 つのコンポーネントで構成されています。
◼

System Under Test(テスト対象システム、SUT)◼

Controller and Collection System(コントローラーおよび収集システム、CCS)◼

Power and Temperature Daemon(電力および温度デーモン、PTDaemon)◼

ディレクターソフトウェアモジュール(ssj2008 director)
与えられたテスト環境では、通常 SPECpower_ssj2008

CCSSUT

Control & Collect System

System Under Test

Linux / Solaris / Windows
Linux / Solaris / Windows“Any” OS“Any” OS
SPECpower
ssj_2008
workload

Control
Collectssj2008
directorsetup

ccs-log.csv

JVM instanceJVM instance

PTDaemon
temp

setup

configuration

Deviceを 1 つのシステム上で実行したりできます。規定通りに実行するため、CCS は SUT から独立したシステム上で実行するように規定されています。
各コンポーネントのタスクについては、次のセクションで説明します。
テスト対象システムおよびワークロード - SUT は単一ードサーバーのような、電気的に関連するすべてのリソースを共有する同種のシステムの集まりです。JVM
インスタンスのいくつかがワークロード、特定のトラAC PowerKey:

ードウェア上で実行したり、すべてのコンポーネントで共有された仮想アドレス空間)、あるいは最近のブレ

Temperature
SensorPowerAnalyzer

たがって、上記コンポーネントのそれぞれを独自のハアドレス空間サーバーシステム(たとえば、1 つの全体

logs

ACPowerュールを分配し実行する方法がいくつかあります。しJVM instancelogs

PTDaemonpower

ベンチマークスイートのさまざまなソフトウェアモジ

Java CodeC Codeproperties

ンザクションミックスを生成し完了する Java ビジネス
log files

アプリケーションを実行しています。スループットは、一定期間における 1 秒当たりの完了したトランザクションの数です。
コントロールおよび収集システム - CCS は、SUT からすべてのパフォーマンスデータを収集し、PTDaemon からすべての電力および温度データを収集する中央モジュールです。CCSは、コントローラーと呼ばれる SUT から独立したシステム上で実行する必要があります。
電力および温度管理 - 電力アナライザーと温度センサーは、デバイスの測定データを収集し、CCS に送信する PTDaemon のインスタンスが制御します。複数の電力アナライザーまたは温度センサーを使用しているときは、PTDaemon の複数のインスタンスを実行することができます。電力アナライザーと温度センサーは、通常コントローラーシステム上で起動しています。
A/C 電源コンセントと SUT の間の間に配置される電力アナライザーを使用して電力を測定します。ベンチマークを規定通りに実行するのに使用する電力アナライザーは、技術要件を満たす必要があります。ベンチマーク指標を計算するため、各目標負荷レベルのパフォーマンスと後で関連付ける測定データを記録します。
実行中の周囲温度が摂氏 20 度以上であることを保証するため、1 つまたはそれ以上の温度センサーを使用して温度を測定します。ベンチマークを規定通りに実行するのに使用する温度センサーもまた、技術要件を満たす必要があります。
ディレクターソフトウェアモジュール - ディレクターは、ワークロードを実行し CSS と通信する SUT 上の多重 JVM インスタンスを制御し調和する Java アプリケーションです。ディレクターは、通常コントローラーシステムも実行しています。

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SPECpower_ssj2008 テストシーケンス
規定通りのベンチマーク実行は、100 パーセントからアクティブアイドルまで 10 パーセント区分で、11 の負荷レベルのシーケンスから構成されています。すべてのベンチマーク実行が完了するまで、約 70 分かかります。
◼

アプリケーションは、トランザクションを最大レートで生成することで、システムの最大スループットを判断する測定フェーズから始まります。測定フェーズでは、JVM インスタンスがジャストインタイムコンパイルおよび他の実行適用を適切に行えるように、4 分間の処理を最低 3 回繰り返します。目標負荷を計算するのに使用する最大スループットは、測定フェーズの最後 2 回で得られたスループットの平均値です。

◼

最大スループットが決定したら、アプリケーションは、各目標負荷(測定最大の 100%、90%、…、20%、10%、0%)に対応するスループット値を計算します。0%目標負荷は、アクティブアイドルとも呼びます。この場合、システムはトランザクションを受け入れることができますが、トランザクションは発行されていません。負荷レベルの区分は、SUT のスループットに基づいており、SUT の使用率には基づいていません。

◼

続いて、ベンチマークは 11 の目標負荷についてワークロードを繰り返す測定に入ります。測定は、トランザクション発行時間をランダムに分散して、各負荷について目標レートでトランザクションを完了します。

Average Transaction Rate

Graduated Load Levels during a Compliant Benchmark Run

150000ssj_ops/s
10000050000_inter__inter_

Active Idle

10% Load_inter__inter_

20% Load_inter_30% Load_inter_40% Load_inter_50% Load_inter_60% Load_inter_70% Load_inter_80% Load_inter_90% Load_inter_100% Load

Calibration 3_inter__inter_

Calibration 2

Calibration 1_init_xxxxxxxxxx

0

Load level

各負荷レベルは、次の 4 フェーズに分けられます。
“inter”は、異なる負荷レベル間の休止時間です。

2.

“ramp up”は、その負荷レベルで定常状態になるまでの時間です。

3.

“recording”は、パフォーマンスと電源データを収集する時間、つまり測定期間です。

4.

“ramp down”は、トランザクションを終了する時間です。

rampupoperations per second

1.

Recording

rampdowninterinter240 seconds

30 secs

30 secs
5 secs5 secstime◼

測定期間が完了すると、レポートモジュールがテスト環境およびベンチマーク結果についての詳細な情報を含むレポートファイルを生成します。もっとも重要なベンチマークについては、次のセクションで説明します。

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測定結果とその解釈
SPECpower_ssj2008 の指標は、SUT の電力効率を示す overall ssj_ops / watt で定義されます。すべての目標負荷のすべてのssj_ops スコアの合計である総スループット ssj_ops と、すべての目標負荷の電力消費の平均ワット数との比で計算します。

SUT が実現する 1 ワット当たりの ssj_ops が増加すると、SPECpower_ssj2008 スコアが上昇し、SUT の効率が上昇します。
右表は、SPECpower_ssj2008 結果シートの一部で、次のPerformanceベンチマーク結果の一覧です。

Target Actual◼

スループット ssj_ops◼

電力消費 Average Power (W)◼

結果エネルギー効率値 Performance to Power Ratio(ssj_ops / Average Power (W))

Power
Average Active

ssj_ops

Performance toPower ratio

Load

Load

100%

99.8% 1,855,713

196

9,485

90%

90.0% 1,672,373

162

10,32480%

79.8% 1,482,832

142

10,41470%

70.1% 1,303,849

129

10,08060%

60.1% 1,117,171

117

9,584

表の最後のエントリーは、SPECpower_ssj2008 指標∑

50%

50.0%

930,399

104

8,913

ssj_ops/∑power です。内部では、最も正確な値で指標ス

40%

40.1%

745,737

93.3

7,992

コアを計算しています。このため、表に示す四捨五入した

30%

29.9%

555,427

82.8

6,705

数値で計算したスコアと異なることがあります。

20%

20.1%

373,154

72.3

5,159

10%10.1%

187,092

61.0

3,067

Active Idle

036.00∑ssj_ops / ∑power =8,550

Target Load 100%からアクティブアイドルまでを示します。

Power (W)さらに、これらのデータを左の図で示しています。この図も SPECpower_ssj2008 結果シートの一部です。
赤棒は、すべての目標負荷(ダイアグラムの y 軸)について、電力消費比率をssj_ops / watt(x 軸上部)で示します。
青線は、各目標負荷レベルの平均電力消費(x 軸下部)を示します。
黒線は、この例では 8,550 overall ssj_ops/watt のベンチマーク結果を示します。
ダイアグラムは、アクティブアイドルから 100%まで目標負荷が 10%ずつ増加するにつれて、SUT の効率が上昇するのを示します。

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電力効率に最も影響するのは、パフォーマンス(ssj_ops)、電力消費(ワット)またはその両方です。

パフォーマンス要因：◼

JVM - 異なる Java 仮想マシンは異なるパフォーマンスをもたらします。

◼

JVM パラメーター - JVM のパラメーターをチューニングした場合に限り、最適なパフォーマンスが得られます。

◼

多重 SSJ インスタンス - 各 JVM は 8 を超えるウェアハウス(倉庫)スレッドを所有できません。通常、1 コアにつき 1 つのウェアハウススレッドを分配することで最適なパフォーマンスが得られます。

◼

SSJ インスタンスの親和性 - 多重 SSJ インスタンスがキャッシュ共有する親和性を持つとき、ソケットあるいは NUMA ノードのパフォーマンスが向上します。

◼

ハードウェアおよびソフトウェア設定 - 先読み設定や巨大ページの有効化等の BIOS および OS の設定が、パフォーマンスに影響します。

電力要因：
◼

BIOS ファン速度制御 - ファン速度制御の最適設定を選択すると、パフォーマンスに影響を与えることなく電力消費を削減できます。

◼

OS 電源管理 - ほとんどのオペレーティングシステムは、電源管理設定をサポートしています。Microsoft Windows Serverの場合、例えば[コントロールパネル] > [電源オプション]でさまざまな電源プランを選択することによって、パフォーマンスにさほど影響を与えずに省電力を達成できます(選択した電源プランによって異なります)。Linux では、cpufreq ガバナーが同様の電力節約メカニズムをサポートします。

◼

電源供給(PSU) - SUT の PSU 設定の効率は、電力節約、たとえば冗長な PSU の数を減らして電力消費を低下するのに重要です。

◼

ストレージ設定 - SPECpower_ssj2008 ベンチマークは、操作中のログファイル節約のため、ディスクアクセスを少なくするので、電力消費と比較するとディスク設定はスループットにほとんど影響しません。実際には、ディスク設定は常にパフォーマンスおよび電力の双方に影響します。

パフォーマンスおよび電力双方への影響：◼

CPU 設定 - SUT プロセッサーの選択はスループットと電力消費の双方に影響します。たとえば、小さい熱設計電力(TDP)の低電圧 CPU はパフォーマンスと電力の効率比が良いでしょう。

◼

BIOS 電源管理オプション - 現在、省電力モードは主に P ステートと C ステートの 2 種類あり、BIOS 設定で設定することができます。これらの設定は、SUT のパフォーマンスにも影響することがあります。
P ステートは、オプション状態です。動作周波数を下げると、プロセッサーの処理速度を下げ、1 秒当たりのエネルギー使用量(つまり電力)を下げます。電圧を下げると、CPU のトランジスターから流れ出る電流を減らし、プロセッサーをより効率よく動作させることになり、さらに良い結果になります。

C ステートあるいはアイドル状態の基本的な考えは、CPU 内部のアイドルユニットのクロックシグナルと電力を削ることです。これらのユニットを再利用すると、再有効化による遅延がパフォーマンスに影響することがあります。

◼

メモリーサイズとパフォーマンス - RAM サイズが増大すると、パフォーマンスと電力消費の双方が上昇します。パフォーマンスは RAM の最適値まで上昇しますが、電力消費は、DIMMS の数により上昇します。DIMM の可能な最大数は DIMM の種類により異なります。さらに、SUT がいくつかのメモリーチャンネルまたはメモリーインターリーブをサポートするとき、スロットの配置が影響します。

実際の負荷条件での SUT のエネルギー効率の最適化
スループットと電力消費の比率としてのエネルギー効率はだけでなく、実際のケースではスループットと電力消費の絶対値も重要です。電力消費を見積もるには、実際のシステムが動作するときの負荷レベルを知ることが特に重要です。
SPECpower_ssj2008 ベンチマークの測定結果は、この観点から指標となり得ます。

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関連資料
PRIMERGY & PRIMEQUEST サーバー
https://www.fujitsu.com/jp/products/computing/servers/
PRIMERGY のパフォーマンス
https://jp.fujitsu.com/platform/server/primergy/performance/
PRIMEQUEST のパフォーマンス
PRIMEQUEST 2000 シリーズ
https://www.fujitsu.com/jp/products/computing/servers/primequest/products/2000/benchmark/
PRIMEQUEST 3000 シリーズ
https://www.fujitsu.com/jp/products/computing/servers/primequest/products/3000/benchmark/
このホワイトペーパー
https://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=166f8497-4bf0-4190-91a1-884b90850ee0
https://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=a133cf86-63be-4b5a-8b0f-a27621c8d3c5
SPECpower_ssj2008
https://www.spec.org/power_ssj2008

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バージョン: 1.3 / 2023-10-03

文書変更履歴版数

日付

1.3

2023-10-03

説明
更新
・

1.2

2021-07-28

新 Visual Identity フォーマットに変更

更新・

お問い合わせ先、URL 更新
最新情報に更新

・
1.1

1.0

2014-10-02

2010-04-01

軽微な修正

更新
・

変更されたレイアウト

・SPECpower_ssj2008 バージョンに関する更新

・

OS 電源管理に関する更新

新規

お問い合わせ先
富士通株式会社
Web サイト: http://www.fujitsu.com/jp/
PRIMERGY のパフォーマンスとベンチマーク
mailto:fj-benchmark@dl.jp.fujitsu.com

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