電腦類產品評標技術評分標準研究

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評價標準

    在電腦採購時，人們首先想到的三大件是：CPU效能、記憶體容量、顯示器。由於顯示器更新速度相對於CPU而言比較慢，同時，KVM的利用使得多台主機共用顯示器的情況越來越多，所以，人們在採購電腦特別是伺服器類的產品時，經常只評價主機的效能，因此，本文略過了與顯示器相關的內容。

（一）CPU的效能指標

    CPU是整個電腦系統的核心，它往往是各種檔次電腦的代名詞，CPU的效能大致上反映出電腦的效能，因此它的效能指標十分重要。其主要指標有：
    （1）主頻：CPU的時鐘頻率(CPU Clock Speed)。一般說來，主頻越高，CPU的速度越快。但是，由於內部結構不同，並非所有的時鐘頻率相同的CPU的效能都一樣。
   （2）記憶體匯流排速度(Memory-Bus Speed)--CPU與二級(L2)快取和記憶體之間的通訊速度。
   （3）擴充匯流排速度(Expansion-Bus Speed)－－安裝在微機系統上的局部匯流排如VESA或PCI匯流排介面卡的工作速度。
   （4）地址匯流排速度(Expansion-Bus Speed)－－決定了CPU可以訪問的物理地址空間。
   （5）資料匯流排寬度－－決定了CPU與二級快取、記憶體以及輸入/輸出裝置之間一次資料轉送的資訊量。
   （6）內建副處理器－－含有內建副處理器的CPU，可以加快特定類型的數值計算，某些需要進行複雜計算的軟體系統，如高版本AUTO CAD需要副處理器支援。

（二）記憶體效能指標

（1）速度－－記憶體速度一般用於存取一次資料所需的時間（單位一般為ns）作為效能指標，時間越短，速度就越快。
（2）容量－－記憶體是電腦中的主要組件，它是相對於外存而言的。記憶體是***，但要受到主板支援最大的容量的限制，而且就是目前的電腦而言，這個限制仍是阻礙。
（3）記憶體的線數－－指記憶體條與主板接觸時接觸點的個數，這些接觸點就是金手指，有72線、168線和184線等。72線、168線和184線記憶體條資料寬度分別為8位、32位和64位。

－－CPU封裝

    所謂“CPU封裝技術”是一種將整合電路用絕緣的養料或陶瓷材料打包的技術。以CPU為例，我們實際看到的體積和外觀並不是真正的CPU核心的大小和面貌，而是CPU核心等元件經過封裝後的產品。CPU封裝對於晶片來說是必須的，也是至關重要的。因為晶片必須與外界隔離，以防止空氣中的雜質對晶片電路的腐蝕而造成電氣效能下降。另一方面，封裝後的晶片也更便於安裝和運輸。由於封裝技術的發揮還直接影響到晶片自身效能的發揮和與之串連的PCB（印製電路板）的設計和製造，因此它是至關重要的。由於各個廠商在每個封裝盒內封裝的晶片個數及封裝技術的不同，導致了一個CPU所代表的含義不同，運算速度也有很大差異。隨著CPU技術的發展，目前每台電腦上的CPU個數也在快速增加，32核、64核的機器逐漸普及。由於不同晶片之間需要進行同步協調工作，因此，電腦的效能與晶片數量不可能是線性關係，所以又出現了相同晶片數量不可能是線性關係，所以，又出現了相同晶片數量的電腦效能差距。

－－精簡指令集合複雜指令集

    CPU本身只是在塊矽晶片上所整合的超大規模整合電路，如此一顆精密的晶片為什麼能夠控制一個龐大而複雜的電腦系統呢？這就是CPU中所整合的指令集。所謂指令集，就是CPU中用來計算和控制電腦系統的一套指令的集合，而每一種新型的CPU在設計時就規定了一系列與其他硬體電路相配合的指令系統。而指令集的先進與否，也關係到CPU的效能的發揮，它也是CPU效能體現的一個重要標誌。CPU的指令集從主流的體繫結構上分為精簡指令集和複雜指令集，而在普通的電腦處理器上基本上是使用的複雜指令集。當精簡指令集出現時，所有人都意識到其優越性，但是，當時在市場上處於絕對優勢的INTEL公司為了保證自己產品的先發優勢，通過提高自己的研發水平，使得自己採用技術落後的複雜指令集的產品在效能上能夠超過採用精簡指令集的產品，從而靠市場而不是技術保證了自己的產品優勢。但是二者的競爭一直在繼續。

－－加工工藝與市場因素

     在目前的CPU市場上，INTEL公司處於絕對優勢，而AMD公司的產品只能以低價手段收穫少量訂單。因為在人們公認AMD產品的加工工藝要比INTEL公司產品差，因此，單純從頻率角度評價兩者的產品無法滿足招標人的意願。

（三）機械硬碟的效能指標

    1、每分鐘轉速（RPM，Revolutions Per Minute）：這一指標代表了硬碟主軸馬達（帶動磁碟）的轉速，比如5400RPM就代表該硬碟中的主軸轉速為每分鐘5400轉。

    2、平均尋道時間（Average Seek Time）：如果沒有特殊說明一般指讀取時的尋道時間，單位為ms（毫秒）。這一指標的含義是指硬碟接到讀/寫指令後到磁頭移到指定的磁軌（應該是柱面，但對於具體磁頭來說就是磁軌）上方所需要的平均時間。除了平均尋道時間外，還有道間尋道時間（Track to Track或Cylinder Switch Time）與全程尋道時間（Full Track或Full Stroke），前者是指磁頭從當前磁軌上方移至相鄰磁軌上方所需的時間，後者是指磁頭從最外（或最內）圈磁軌上方移至最內（或最外）圈磁軌上方所需的時間，基本上比平均尋道時間多一倍。出於實際的工作情況，我們一般只關心平均尋道時間。

    3、平均潛伏期（Average Latency）：這一指標是指當磁頭移動到指定磁軌後，要等多長時間指定的讀/寫扇區會移動到磁頭下方（碟片是旋轉的），碟片轉得越快，潛伏期越短。平均潛伏期是指磁碟轉動半圈所用的時間。顯然，同一轉速的硬碟的平均潛伏期是固定的。7200RPM時約為4.167ms，5400RPM時約為5.556ms。

    4、平均訪問時間（Average Access Time）：又稱平均存取時間，一般在廠商公布的規格中不會提供，這一般是測試成績中的一項，其含義是指從讀/寫指令發出到第一筆資料讀/寫時所用的平均時間，包括了平均尋道時間、平均潛伏期與相關的內務操作時間（如指令處理），由於內務操作時間一般很短（一般在0.2ms左右），可忽略不計，所以平均訪問時間可近似等於平均尋道時間+平均潛伏期，因而又稱平均定址時間。如果一個5400RPM硬碟的平均尋道時間是9ms，那麼理論上它的平均訪問時間就是14.556ms。

    5、資料轉送率（DTR ，Data Transfer Rate）：單位為MB/s（MB每秒，又稱MBPS）或Mbits/s（兆位每秒，又稱Mbps）。DTR分為最大（Maximum）與持續（Sustained）兩個指標，根據資料交接方的不同又分外部與內部資料轉送率。內部DTR是指磁頭與緩衝區之間的資料轉送率，外部DTR是指緩衝區與主機（即記憶體）之間的資料轉送率。外部DTR上限取決於硬碟的介面，目前流行的Ultra ATA-100介面即代表外部DTR最高理論值可達100MB/s，持續DTR則要看內部持續DTR的水平。內部DTR則是硬碟的真正資料轉送能力，為充分發揮內部DTR，外部DTR理論值都會比內部DTR高，但內部DTR決定了外部DTR的實際表現。由於磁碟中最外圈的磁軌最長，可以讓磁頭在單位時間內比內圈的磁軌划過更多的扇區，所以磁頭在最外圈時內部DTR最大，在最內圈時內部DTR最小。

    6、緩衝區容量（Buffer Size）：很多人也稱之為緩衝（Cache）容量，單位為MB。在一些廠商資料中還被寫作Cache Buffer。緩衝區的基本要作用是平衡內部與外部的DTR。為了減少主機的等待時間，硬碟會將讀取的資料先存入緩衝區，等全部讀完或緩衝區填滿後再以介面速率快速向主機發送。隨著技術的發展，廠商們後來為SCSI硬碟緩衝區增加了緩衝功能。這主要體現在三個方面：預取（Prefetch），實驗表明在典型情況下，至少50%的讀取操作是連續讀取。預取功能簡單地說就是硬碟“私自”擴大讀取範圍，在緩衝區向主機發送指定扇區資料（即磁頭已經讀完指定扇區）之後，磁頭接著讀取相鄰的若干個扇區資料並送入緩衝區，如果後面的讀操作正好指向已預取的相鄰扇區，即從緩衝區中讀取而不用磁頭再定址，提高了訪問速度。寫緩衝（Write Cache），通常情況下在寫入操作時，也是先將資料寫入緩衝區再發送到磁頭，等磁頭寫入完畢後再報告主機寫入完畢，主機才開始處理下一任務。具備寫緩衝的硬碟則在資料寫入緩區後即向主機報告寫入完畢，讓主機提前“解放”處理其他事務（剩下的磁頭寫入操作主機不用等待），提高了整體效率。

    為了進一步提高效能，現在的廠商基本都應用了分段式緩衝技術（Multiple Segment Cache），將緩衝區劃分成多個小塊，儲存不同的寫入資料，而不必為小資料浪費整個緩衝區空間，同時還可以等所有段寫滿後統一寫入，效能更好。讀緩衝（Read Cache），將讀取過的資料暫時儲存在緩衝區中，如果主機再次需要時可直接從緩衝區提供，加快速度。讀緩衝同樣也可以利用分段技術，儲存多個互不相干的資料區塊，緩衝多個已讀資料，進一步提高快取命中率。
    7、噪音與溫度（Noise & Temperature）：這兩個屬於非效能指標。對於噪音，以前廠商們並不在意，但從2000年開始，出於市場的需要（比如OEM廠商希望生產更安靜的電腦以增加賣點）廠商通過各種手段來降低硬碟的工作噪音，ATA-5規範第三版也加入了自動聲學（噪音）管理子集（AAM，Automatic Acoustic Management），因此目前的所有新硬碟都支援AAM功能。硬碟的噪音主要來源於主軸馬達與音圈馬達，降噪也是從這兩點入手（碟片的增多也會增加噪音，但這沒有辦法）。至於熱量，其實每個廠商都有自己的標準，並聲稱硬碟的表現是他們預料之中的，完全在安全範圍之內，沒有問題。這一點倒的是不用擔心，不過關鍵在於硬碟是機箱中的一個組成部分，它的高熱會提高機箱的整體溫度，也許硬碟本身沒事，但可能周圍的配件卻經受不了，別的不說，如果是兩個高熱的硬碟安裝得很緊密，那麼它還能承受近乎於雙倍的熱量嗎？所以硬碟的熱量仍需廠商們注意。

效能評測標準

為了整體評價一台電腦的效能，國際上不少組織也提出了相關的評測標準，比較受到大家認可的包括以下兩種。

－－TPCC

    TPCC是專門針對聯機交易處理系統(OLTP系統)的規範，一般情況下我們也把這類系統稱為業務處理系統。幾乎所有在OLTP市場提供軟硬平台的國外主流廠商都發布了相應的TPC－C測試結果，隨著電腦技術的不斷髮展，這些測試結果也在不斷重新整理。

標準由來

    TPC(Transaction processing Performance Council， 交易處理效能委員會)是由數十家會員公司建立的非盈利組織，TPCC的成員主要是電腦軟硬體廠家，而非電腦使用者，其功能是制定商務應用基準程式的標準規範、效能和價格度量，並管理測試結果的發布。

    TPC不給出基準程式的代碼，而只給出基準程式的標準規範。任何廠家或其他測試者都可以根據規範，最優地構造出自己的測試系統（測試平台和測試程式）。為保證測試結果的完整性，被測試者（通常是廠家）必須提交給TPC－一套完整的報告（Full Disclosure Report），包括被測系統的詳細配置、分類價格和包含5年維護費用在內的總價格。該報告必須由TPC授權的審核員核實（TPC本身並不做審計）。

測試模型

    TPC-C測試用到的模型是一個大型的商品批發銷售公司，它擁有若干個分布在不同地區的商品倉庫。當業務擴充的時候，公司將添加新倉庫。他個倉庫負責為10個銷售點供貨，其中每個銷售點為3000個客護提供服務，每個客戶提交的訂單中，平均每個訂單有10項產品，所有訂單中約1%的產品在其直接所屬的倉庫中沒有存貨，必須由其他地區的倉庫來供貨。同時，每個倉庫都要維護公司銷售的100000種商品的庫存記錄。

測試單位

    TPC-C測試的結果主要有兩個指標，即流量指標(Throughput,簡稱tpmC)和性價比(Price/Performance,簡稱Price/tpmC)。

    流量指標(Throughput,簡稱tpmC)：按照TPC組織的定義，流量指標描述了系統在執行支援操作、訂單狀態查詢、發貨和庫存狀態查詢這4種交易的同時，每分鐘可以處理多少個新訂單交易。所有交易的回應時間必須滿足TPC-C測試規範的要求，且各種交易數量所佔的比例也應該滿足TPC-C測試規範的要求。在這種情況下，流量指標值越大說明系統的聯機交易處理能力越高。

    性價比(Price/Performance,簡稱Price/tpmC)：即測試系統的整體價格與流量指標的比值，在獲得相同的tpmC值的情況下，價格越低好。

－－SPEC CPU

    SPEC是標準效能評估公司(Standard Performance Evaluation Corporation)的簡稱。SPEC是由計算廠家、系統整合商、大學、研究機構、諮詢等多家公司組成的非營利性組織，這個組織的目標是建立、維護一套用於評估電腦系統的標準。

    SPEC CPU 2006是SPEC組織推出的CPU子系統評估軟體最新版，在早些年，業界使用的是其上一個版本SPEC CPU2000。和SPEC CPU2000一樣，SPEC CPU2006包括了CINT2006和C FP2006兩個子項目，前者用於測量和對比整數效能，而後者用於測量和對比浮點效能，SPEC CPU2006中對SPEC CPU2000中的一些測試進行了升級，並拋棄/加入了一些測試，因此兩個版本測試得分並沒有可比較性。

    SPEC CPU測試中，測試系統的處理器、記憶體子系統和使用的編譯器（SPEC CPU提供的是源碼，並且允許測試使用者進行一定的編譯最佳化）都會影響最終的測試效能，而I/O（磁碟）、網路、作業系統和圖形子系統對於SPEC CPU2006的影響非常的小。

評分標準建議

    在具體的招標過程中，電腦效能固然是主要的考核指標，但是，由於不同的項目對硬體有不同的實際要求，系統的可靠性、相容性等也必須充分考慮。

    可靠性－－也叫魯棒性或健壯性，它是在異常和危險情況下系統生存的關鍵。比如說，電腦軟體在輸入錯誤、磁碟故障、網路過載或有意攻擊情況下，能否不死機、不崩潰。

    相容性－－在實際的項目執行過程中，由於使用者本身已經運行著相關係統，為了保護使用者前期的裝置投入，需要考慮與前期裝置的相容。

    軟體系統的需求－－有時，為了滿足使用者啟動並執行作業系統或軟體應用，必須對硬體產品提出相應要求。

    總之，隨著電腦軟硬體技術的發展，應用情境越來越複雜，簡單的評價指標已經無法滿足使用者要求。針對電腦效能的要求，最簡單的辦法就是查詢一些第三方的機器效能指標，並在招標檔案中加以限定。對於使用者特定的需求，必須在評分標準中給出一定的比重，從而保證採購到的產品能夠得到達到使用者滿意。

結論

    招標工作作為選商定商的手段，越來越受到大家的重視，電腦類產品隨著無紙化辦法的流行，招標量也在大幅增加。相關產品的功能細化，技術評分標準的制定也必須更具有針對性。

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