性能最高提升 1400%，樹(shù)莓派 32 位/64 位系統(tǒng)對(duì)比測(cè)試
上周，樹(shù)莓派發(fā)布了用戶(hù)期待已久的 64 位 Raspberry Pi OS，從理論上來(lái)說(shuō) 64 位的操作系統(tǒng)能夠更好地利用 64 位處理器所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)（較新版本的樹(shù)莓派已采用 64 位處理器）、可以支持 4GB 以上的內(nèi)存（樹(shù)莓派 4B 最高配備 8GB 內(nèi)存），以及在處理多媒體內(nèi)容時(shí)能夠有更佳的表現(xiàn)。
雖然理論上是這么說(shuō)，那么 32 位和 64 位在實(shí)際測(cè)試中表現(xiàn)如何呢？近日外媒 Phoronix 對(duì)兩者進(jìn)行了詳細(xì)測(cè)試，讓我們一起看看從 Raspberry Pi OS 32 位轉(zhuǎn)換到 64 位后的測(cè)試數(shù)據(jù)和性能表現(xiàn)。
為了測(cè)試公平起見(jiàn)，消除因處理器或內(nèi)存不同引起的結(jié)果差異，本次測(cè)試使用的是 Raspberry Pi 400，該設(shè)備的硬件配置如下：
CPU：博通 BCM2711 四核 Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit SoC @ 1.8GHz
內(nèi)存：4GB LPDDR4-3200
存儲(chǔ)：SanDisk 16GB
解碼：H.265 (4K@60)、H.264 (1080P@60, 1080P@30)、OpenGL ES 3.0
本次測(cè)試使用的 Linux 內(nèi)核版本為 5.10，測(cè)試中使用的軟件包版本均相同，測(cè)試唯一的區(qū)別只是從最新的 Raspberry Pi OS 32 位切換到 64 位。
在首先進(jìn)行的 WebP 圖像編碼測(cè)試中（分?jǐn)?shù)越低越好，這是對(duì) Google 的 libwebp 的測(cè)試，使用 cwebp 圖像編碼實(shí)用程序），無(wú)論是在默認(rèn)編碼設(shè)置下，還是在質(zhì)量為 100 的編碼設(shè)置下，64 位系統(tǒng)的編碼速度比 32 位快 4.5% — 7% 左右，兩者僅有較小的差距。
在接下來(lái)的 GraphicsMagick 測(cè)試中（分?jǐn)?shù)越高越高，對(duì) GraphicsMagick 及其 OpenMP 實(shí)現(xiàn)的測(cè)試），32 位和 64 位的測(cè)試成績(jī)就有了比較明顯的差別，其中在進(jìn)行 HWB 色彩空間測(cè)試時(shí)兩者差距最大，64 位相比 32 位快了約 47%，而在進(jìn)行 Swirl 操作時(shí)也有約 32% 的性能差距。除此之外，在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、銳化和高斯噪聲處理時(shí)，也有 17% — 28% 左右的性能差距。
在 FLAC 音頻編碼測(cè)試中（分?jǐn)?shù)越低越好，計(jì)算示例 WAV 文件編碼為 FLAC 格式所需的時(shí)間），64 位比 32 位也提升了約 17%；LAME MP3 編碼測(cè)試中（分?jǐn)?shù)越低越好，計(jì)算將 WAV 文件編碼為 MP3 格式所需的時(shí)間），64 位提升了約 43%。
在前面的測(cè)試中也能看出，64 位相比 32 位在某些測(cè)試場(chǎng)景下有了 40% 以上的性能提升，而在 Stress-NG 測(cè)試中（分?jǐn)?shù)越高越好，Stress-NG 是 Linux 壓力測(cè)試工具，可以對(duì) CPU、Memory、IO、磁盤(pán)進(jìn)行測(cè)試），兩者的性能差距更是進(jìn)一步被放大，其中在 Vector Math 中 64 位的性能提升幅度達(dá)到了約 232%；在 Glibc C String Functions 測(cè)試中，也提升了約 196%。
除了多媒體編碼和系統(tǒng)的壓力測(cè)試以外，也專(zhuān)門(mén)對(duì) Python 和 PHP 的性能進(jìn)行了測(cè)試。其中在 PyBench 測(cè)試中（分?jǐn)?shù)越低越好，PyBench 報(bào)告了不同函數(shù)的平均測(cè)試時(shí)間，提供了對(duì) Python 在系統(tǒng)上的平均性能的估計(jì)），64 位相比 32 位提升了約 13%；而在 PHPBench 測(cè)試中（分?jǐn)?shù)越高越好，PHPBench 執(zhí)行大量測(cè)試，以便對(duì) PHP 解釋器的各個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估），64 位性能則是提升了約 54%。
雖然上述的測(cè)試結(jié)果已經(jīng)表明在同等測(cè)試環(huán)境下，64 位操作系統(tǒng)的性能相比 32 位有了大幅提升，但這還不是所有測(cè)試環(huán)節(jié)中性能差距的最大體現(xiàn)。
在 Sysbench 測(cè)試中（分?jǐn)?shù)越高越好，Sysbench 是一個(gè)基于 LuaJIT 的多線程基準(zhǔn)測(cè)試工具，專(zhuān)門(mén)測(cè)試 CPU 和內(nèi)存），64 位處理器 + 64 位操作系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)被最大化，64 位的性能提升幅度達(dá)到了驚人的 1380%。
我們?cè)谶@里僅僅是從幾十種不同的負(fù)載測(cè)試中挑出了一些具有代表性的測(cè)試，但縱觀全部測(cè)試結(jié)果，將 Raspberry Pi OS 切換至 64 位版本后，其平均性能提高了約 48%。想要查看所有測(cè)試數(shù)據(jù)的用戶(hù)可以訪問(wèn) Phoronix 官網(wǎng)。
相比其他的 Linux 發(fā)行版，Raspberry Pi OS 直到現(xiàn)在才推出 64 位系統(tǒng)，確實(shí)是姍姍來(lái)遲。但從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，64 位系統(tǒng)這么大的提升幅度讓用戶(hù)也沒(méi)有白等。看到這里你應(yīng)該找不到什么理由拒絕升級(jí)到 64 位系統(tǒng)了吧。