Dans une étude comparative audacieuse, le développeur Roy Longbottom met en confrontation le légendaire superordinateur Cray-1 de 1976 avec la gamme de micro-ordinateurs monocartes Raspberry Pi. Ayant évalué des systèmes informatiques pendant plus de 50 ans, Longbottom démontre que le Raspberry Pi, avec son coût modeste d'environ 70 dollars, son poids minime, sa faible consommation électrique de cinq watts et une vitesse plus de 4,5 fois supérieure à celle du Cray-1, surpasse de manière significative le supercalculateur d'antan. Les résultats des tests, réalisés avec des outils tels que Linpack, Whetstone et Livermore loops, révèlent des performances du Raspberry Pi Model B original jusqu'à 15,7 fois supérieures à celles du Cray-1. Même les derniers modèles de la famille Raspberry Pi, tels que le Raspberry Pi 400, affichent des gains de performance remarquables, jusqu'à 95,5 fois les résultats du Cray-1. Cette comparaison étonnante souligne la progression spectaculaire de la technologie, transformant des appareils autrefois massifs et coûteux en des solutions compactes et abordables. Le rapport complet de Longbottom, incluant des comparaisons avec des appareils Android et des processeurs Intel et AMD, est accessible sur son site web.
Fondée sur des benchmarks complexes, l'étude utilise les noyaux de programmes du Lawrence Livermore Laboratory, tels que Livermore Loops, Linpack et Whetstone, pour évaluer les performances en millions d'opérations en virgule flottante par seconde (MFLOPS). Les résultats détaillés incluent des comparaisons avec d'autres dispositifs, tels que les tablettes Android et les processeurs Intel, démontrant l'évolution remarquable de la technologie depuis 1976. En outre, Longbottom partage son expérience dans l'évaluation des performances des systèmes informatiques et met en lumière l'implication directe avec des figures majeures de l'industrie, notamment Seymour Cray.
Analyse des Gains de Débit avec le Benchmark MP MFLOPS
Les résultats du benchmark Multithreading MP Whetstones sont principalement obtenus en exécutant plusieurs instances de la version principalement scalaire du benchmark Whetstone, utilisant respectivement 1, 2, 4 et 8 threads à travers un seul programme. Ces résultats mettent en lumière les défis liés à la variation de la fréquence du processeur en fonction du nombre de threads, ainsi que les avantages de l'Hyperthreading sur les PC. Les versions à simple et double précision ont été testées, montrant des performances similaires. Les gains de débit avec huit threads par rapport au Cray 1 ont été remarquables, atteignant 400 fois pour le Raspberry Pi, 757 fois pour le téléphone Android, et 1521 fois pour l'ordinateur portable Core i5.
Le programme MP MFLOPS effectue des combinaisons de multiplications et d'additions en virgule flottante manipulant des variables SP ou DP dans le but de démontrer des performances presque maximales, tout en étant exécuté à partir d'un seul programme. Des listes de codes d'assemblage sont fournies pour le test normalement le plus rapide sur les processeurs Intel. En prenant comme base le mélange d'opérations en virgule flottante, l'estimation de la vitesse maximale du Cray 1, exécutant ces opérations, est réduite de 160 MFLOPS à 122.
Les gains sur les ordinateurs portables Core i5, par rapport à la vitesse maximale révisée du Cray 1, ont été considérables, atteignant 2671 pour SP et 1317 pour DP, équivalant à 326 et 161 GFLOPS. Les gains sur les autres appareils ont également été significatifs, avec une augmentation de 293 fois pour le téléphone Android et de 247 fois pour le Raspberry Pi, les deux dépassant les 30 GFLOPS. Ce benchmark dispose d'un paramètre de temps d'exécution permettant d'utiliser jusqu'à 64 threads, illustrant ainsi les performances nettement supérieures des CPU plus avancées.
Notons que le mégaflops est une unité de mesure de puissance en informatique. Cette unité quantifie la capacité des ordinateurs à effectuer des calculs en virgule flottante. Les mégaflops évaluent la performance d'un système informatique, notamment dans le domaine du traitement des données scientifiques et techniques. Un mégaflops correspond à un million d'opérations en virgule flottante par seconde. Ils sont utilisés pour comparer les performances des processeurs, cartes graphiques et supercalculateurs. Plus le nombre de mégaflops est élevé, plus l'équipement est performant pour effectuer des calculs complexes.
Cray-1 contre Raspberry Pi, une histoire de décennies
La performance matérielle maximale possible a été estimée à 160 MFLOPS pour le Cray 1 à 80 MHz, comprenant la multiplication et l'addition liées, pour deux résultats par cycle d'horloge. Le benchmark LLL affiche un maximum de 82,1 MFLOPS avec une moyenne de 11,9 et un minimum de 1,2. Linpack et Whetstone sont respectivement...
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