处理器压力测试软件,处理器压力测试小工具——云汉烤机大师

# 1 项目背景

最近，本人在Github上发布了一个开源软件，名字叫“云汉烤机大师”，代码仓库地址：


这个烤机软件在设计时考虑了RK3399芯片这种既有大小核架构的CPU又有支持OpenCL的GPU的情况。程序可以通过Pthread、OpenMP和OpenCL让处理器的CPU和GPU长时间保持满载，并每隔5秒往终端打印实时的处理器温度、CPU核心在线情况、处理器大核频率、处理器小核频率、CPU计算速度和GPU计算速度。你也可以把代码中的功能局部注释，这样就可以适用于那些不支持OpenCL或者核心数量较少的处理器芯片。

# 2 测试平台

Leez 区发布了基于RK3399的P710单板电脑，这款小电脑的硬件配置已经有群友评测过了，见**《Leez-P710：火力全开》**

我也有幸获得了Leez P710的试用机会。下图是我的试用产品，可以看到我特地为它设计了散热风道。


下图是我设计并3D打印的外壳，是个小盒子，侧壁上留出了接口和风道


安装白色支脚后，盒子可以立起来，俨然是个小机箱。


今天的测试，就要在这个Leez P710上面做。

# 3 环境配置

Leez 区发布的debian固件里面已经到了GCC，自带OpenMP库。

但是，有一点要注意，Leez P710的GPU是Mali T860，但是Leez 区发布的debian固件里没有OpenCL的头文件，代码编译时候会遇到问题。我们可以去rockchip-linux的github仓库下载Mali GPU的支持库，命令：

“`shell

git clone https://github.com/rockchip-linux/libmali.git

“`

然后把include放到/usr目录里去，文件夹之间直接合并。

# 4 编译和运行

把“烤机大师”文件夹里的ickey.c和test.cl两个文件放到方便的目录，比如/home/test

编译命令如下：

“`shell

gcc -o ickey ickey.c -lpthread -lOpenCL -fopenmp

“`

执行

“`shell

./ickey

“`

程序跑起来后，下图是终端实时打印的信息。我们可以看到温度大约是70度，6个CPU核心(0到5)都在线，A53小核心频率1.42，A72大核心频率1.8。并没有发生一核有难多核围观的惨案。


其中，CPU的核心频率是动态变化的，有时候会掉到1.42。因为我们把所有处理器核心都用上了，所以温度稍微有些高，都触发主动降频了。

上图中的“cpu used = xxx”和“ocl used = xxx”是让CPU和GPU各自跑了不同的算法并测量了时间(具体算法在第5节给出)。可以观察当温度过高的情况下，CPU与GPU是否有明显降速。其中，CPU跑的是浮点乘除法算圆周率，GPU跑的是冒泡法整型数据排序

继续烤机，最后温度稳定在73度左右波动。处理器动态降频降低热量后，频率回升，然后温度升高，又发生动态降频。A72核心频率最低降到了1.2GHz，触发温度大约是72.8度。这对计算速度也有影响，降频后，CPU的浮点计算速度大约慢了15%左右。


# 5 程序原理说明

在主函数里，开启3个线程。

线程1每间隔一定的时间就读取并打印处理器温度、处理器核心的频率、处理器核心的在线情况(看看是否会发生一核有难多核围观的惨案)，并把线程2和3得到的运行速度也打印到终端。

线程2通过while(1)里面放入圆周率计算代码让CPU满载。

线程3通过while(1)里放入冒泡法排序代码让GPU满载。

“`c

int main()

{

pthread_t tid_term;

char* p_term = NULL;

pthread_create(&tid_term, NULL, thread_term, NULL);

pthread_t tid_cpu;

char* p_cpu = NULL;

pthread_create(&tid_cpu, NULL, thread_cpu, NULL);

pthread_t tid_ocl;

char* p_ocl = NULL;

pthread_create(&tid_ocl, NULL, thread_ocl, NULL);

sleep(1);

pthread_join(tid_term, (void **)&p_term);

pthread_join(tid_cpu, (void **)&p_cpu);

pthread_join(tid_ocl, (void **)&p_ocl);;

return 0;

}

“`

线程1要跑的温度信息读取和打印

“`c

void *thread_term(void *arg)

{

int fd;

while (1)

{

fd = open(TEMP_PATH, O_RDONLY);

char buf[20];

read(fd, buf, 20);

double temp;

temp = atoi(buf) / 1000.0;

printf(“temperature: %.1lfn”,temp);

close(fd);

system(“cat /sys/devices/system/cpu/online”);

fd = open(CPU0_PATH, O_RDONLY);

char buf1[20];

read(fd, buf1, 20);

temp = atoi(buf1) / 1000000.0;

printf(“A53 Freq: %.2lfn”, temp);

close(fd);

fd = open(CPU4_PATH, O_RDONLY);

char buf2[20];

read(fd, buf2, 20);

temp = atoi(buf2) / 1000000.0;

printf(“A72 Freq: %.2lfn”, temp);

close(fd);

printf(“n”);

if (iscpu == 1)

{

printf(“cpu used = %lf sn”, timecpu);

iscpu = 0;

}

if (isocl == 1)

{

printf(“ocl used = %lf sn”, timeocl);

isocl = 0;

}

sleep(5);

}

}

“`

线程2要跑的OpenMP烤机函数(让CPU满载)

“`c

void *thread_cpu(void *arg)

{

while (1)

{

double s = 1;

double pi = 0;

double i = 1.0;

double n = 1.0;

double dt;

double start_time;

int cnt = 0;

start_time = microtime();

#pragma omp parallel for num_threads(6)

for (cnt = 0; cnt

{

pi += i;

n = n + 2;

s = -s;

i = s / n;

}

pi = 4 * pi;

dt = microtime() – start_time;

timecpu = dt;

iscpu = 1;

}

}

“`

线程3要跑的OpenCL烤机函数(让GPU满载)

“`c

void *thread_ocl(void *arg)

{

int array_a[20] = { 0, 1, 8, 7, 6, 2, 3, 5, 4, 9,17,19,15,10,18,16,14,13,12,11 };

int array_b[20] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 };

size_t datasize = 20 * sizeof(int);

size_t ocl_string_size;

char *ocl_string;

double start_time, dt, dt_err;

start_time = microtime();

dt_err = microtime() – start_time;

ocl_string = (char *)malloc(400);

//ocl_string = (char *)malloc(20);

cl_platform_id platform_id;

cl_device_id device_id;

cl_context context;

cl_command_queue command_queue;

cl_mem buffer_a, buffer_b;

cl_program program;

cl_kernel kernel;

cl_event kernelEvent;

clGetPlatformIDs(1, &platform_id, NULL);

clGetDeviceIDs(platform_id, CL_DEVICE_TYPE_GPU, 1, &device_id, NULL);

context = clCreateContext(NULL, 1, &device_id, NULL, NULL, NULL);

command_queue = clCreateCommandQueue(context, device_id, 0, NULL);

buffer_a = clCreateBuffer(context, CL_MEM_READ_ONLY, datasize, NULL, NULL);

buffer_b = clCreateBuffer(context, CL_MEM_READ_ONLY, datasize, NULL, NULL);

ocl_string_size = get_ocl_string(“test.cl”, ocl_string);

clEnqueueWriteBuffer(command_queue, buffer_a, CL_FALSE, 0,

datasize, array_a, 0, NULL, NULL);

clEnqueueWriteBuffer(command_queue, buffer_b, CL_FALSE, 0,

datasize, array_b, 0, NULL, NULL);

program = clCreateProgramWithSource(context, 1, (const char **)&ocl_string,

&ocl_string_size, NULL);

clBuildProgram(program, 1, &device_id, NULL, NULL, NULL);

kernel = clCreateKernel(program, “test”, NULL);

clSetKernelArg(kernel, 0, sizeof(cl_mem), &buffer_a);

clSetKernelArg(kernel, 1, sizeof(cl_mem), &buffer_b);

size_t global_work_size[1] = { 20 };

while (1)

{

start_time = microtime();

clEnqueueNDRangeKernel(command_queue, kernel, 1, NULL,

global_work_size, NULL, 0, NULL, &kernelEvent);

clWaitForEvents(1, &kernelEvent);

clEnqueueReadBuffer(command_queue, buffer_b, CL_TRUE, 0,

datasize, array_b, 0, NULL, NULL);

dt = microtime() – start_time – dt_err;

timeocl = dt;

isocl = 1;

}

clReleaseKernel(kernel);

clReleaseProgram(program);

clReleaseCommandQueue(command_queue);

clReleaseMemObject(buffer_a);

clReleaseMemObject(buffer_b);

clReleaseContext(context);

free(ocl_string);

}

“`

因为用了OpenCL，所以还要写个OpenCL的cl文件，可以叫test.cl


#小结

群友的那篇**《leez-p710：火力全开》**文章里也展示了用stressapptest做压力测试的截图，

展示了rk3399的a72大核降频时的几个档位，分别是1.8g、1.6g、1.4g、1.2g等。

本测试发现，当达到73度左右时，rk3399的a72核心频率降了3挡，降到了1.2ghz，然后保持稳定。总得来说，

“云汉烤机大师”测试出来的情况与预期差别不大，虽然有些过热降频，但至少是没降到树莓派3的那种只有几百兆hz的夸张程度。

我觉得1.2ghz的主频对性能影响还能忍受。实际使用时,很少有cpu和gpu同时满载的情况a72核心可以长时间保持1.8ghz。

相关资源：烤机软件SP2004-管理软件工具类资源-CSDN文库