Double channel RAM speed

Norbert Gast #4676840
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Moin werte Anwesenden,

ich habe mir die Zeit ein wenig mit einem RAM Geschwindigkeitstest 
vertrieben und etwas Ungewöhnliches festgestellt.
Verbaut in einem core i5 System sind zwei 4GB Speicher DDR3-1333.
Die Bänke sind korrekt belegt!
Die Erwartungshaltung war das sich in etwa die avisierte 'Dual Rate' 
Geschwindigkeit einstellt.

Das Testprogramm nutzt C für Berechnungen und Darstellung, die 
Zeitmessung wird mittels mundgeblasener Assemblerfunktionen 
durchgeführt.

Beim linearen Lesen eines korrekt ausgerichteten 1GiB Speicherbereiches 
stellen sich erwartungsgemäß die ca. 21.2 GB/s ein. Der 'Dual Channel' 
Mode scheint also zu greifen.

Beim linearen Schreiben dieses Speicherbereiches mit einer nahezu 
identischen Assemblerfunktion bei der nur movq (pRam), %r9 gegen movq 
%r9, (pRam) getauscht wurde, stellt sich jedoch nur die halbe 
Geschwindigkeit (10.6 GB/s) ein.


FRAGE: Ist der 'Dual Channel' Mode nur bei Lesevorgängen aktiv?
Hat jemand eine Erklärung?

Ach ja, 64bit Debian GNU/Linux System


1
#   Chip        Modul       Mem    I/O     Eff     Rate   Rate

2
#                           clk    clk     clk   Single   Dual

3
#                           MHz    MHz     MHz     GB/s   GB/s

4
#   DDR3-1333   PC3-10600   166    666    1333     10,6   21,2

5
#   DDR3-1600   PC3-12800   200    800    1600     12,8   25,6

6
#

7
#   Source: https://de.wikipedia.org/wiki/DDR-SDRAM#DDR3-SDRAM

8


9
norbert@Entwicklung:~/source/testarea$ make Memspeed && ./Memspeed 

10
gcc -c -Wall -Wextra -pedantic -std=c11 -Os -o Memspeed.o Memspeed.c

11
gcc -c -Wall -Wextra -pedantic -std=c11 -O0 -fverbose-asm -o assemblerfunctions.o assemblerfunctions.S

12
gcc -Wl,--gc-sections -o Memspeed Memspeed.o assemblerfunctions.o

13
objdump -d -M motorola -S assemblerfunctions.o > assemblerfunctions.lst

14
strip Memspeed

15
ls -l Memspeed

16
-rwxr-x--- 1 norbert norbert 17360 Aug  9 14:02 Memspeed

17


18
Readspeed:

19
[   161590580]    21.26 GB/s (tsc based)

20
[   160432252]    21.42 GB/s (tsc based)

21
[   161857096]    21.23 GB/s (tsc based)

22
[   161606158]    21.26 GB/s (tsc based)

23
[   161181721]    21.32 GB/s (tsc based)

24
[   161021076]    21.34 GB/s (tsc based)

25
[   161154556]    21.32 GB/s (tsc based)

26
[   160926652]    21.35 GB/s (tsc based)

27
[   160661614]    21.39 GB/s (tsc based)

28
[   160569907]    21.40 GB/s (tsc based)

29
Usedtime:      0.504592 s (per iteration)

30
Bytes written: 10737418240  (10 GiB)

31
Speed:         21.28 GB/s   (19.82 GiB/s)

32


33
Writespeed:

34
[   322020040]    10.67 GB/s (tsc based)

35
[   322910643]    10.64 GB/s (tsc based)

36
[   321653569]    10.68 GB/s (tsc based)

37
[   322736627]    10.65 GB/s (tsc based)

38
[   321136953]    10.70 GB/s (tsc based)

39
[   321401221]    10.69 GB/s (tsc based)

40
[   321466218]    10.69 GB/s (tsc based)

41
[   322827836]    10.64 GB/s (tsc based)

42
[   323528069]    10.62 GB/s (tsc based)

43
[   322243548]    10.66 GB/s (tsc based)

44
Usedtime:      1.009161 s (per iteration)

45
Bytes written: 10737418240  (10 GiB)

46
Speed:         10.64 GB/s   (9.91 GiB/s)

47
norbert@Entwicklung:~/source/testarea$
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Norbert Gast #4678466
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Jim M. schrieb:
> Verwendet Linux beim Speicher nicht eine Copy-On-Write Strategie?
>
> Time mal einen 2. Schreibversuch im selben Progrtamm auf denselben
> Speicherbereich. Es kann sein dass der erst während des Schreibvorgangs
> allokiert wird, was das Timing dann versaut.

Ja, das macht Linux so.
Darum allokiere ich den Speicher (1 GiB) und beschreibe ihn zuerst mit 
memset() komplett.
1
uint64_t * prepare(void) {

2
    uint64_t *p;

3
    cpu_set_t mask;

4


5
    CPU_ZERO(&mask);

6
    CPU_SET(0,&mask);

7
    sched_setaffinity(0, sizeof(cpu_set_t), &mask);

8
    nice(-10);

9
    p = aligned_alloc(64*KIB, GIB);

10
    assert(p);

11
    memset(p, 0, GIB);

12
    return p;

13
}

Dann erst finden die Tests statt.
Es werden dann zehn mal hintereinander jeweils ein GiB in diesen 
Speicherbereich geschrieben bzw. aus dem Bereich gelesen.
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Norbert Gast #4679668
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Heiner schrieb im Beitrag #4679636:
> Norbert schrieb:
>> Darum allokiere ich den Speicher (1 GiB) und beschreibe ihn zuerst mit
>> memset() komplett.
>
> dann ist doch alles korrekt!
>
> lg Heiner

Erklär bitte mal was du damit meinst.

Und vor allem was es mit single vs. double channel mode zu tun hat.
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