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每秒浮点运算次数

2018-07-27 10:26:44     所属分类:计算

每秒浮点运算次数(亦称每秒峰值速度)是每秒所执行的浮点运算次数(英语:Floating-point operations per second;缩写:FLOPS)的简称,被用来估算电脑效能,尤其是在使用到大量浮点运算的科学计算领域中。因为FLOPS字尾的那个S代表秒,而不是复数,所以不能够省略。

浮点运算实际上包括了所有涉及浮点数的运算,在某类应用软件中常常出现,比较整数运算更用时间。现今大部分的处理器中都有浮点运算器。因此每秒浮点运算次数所量测的实际上就是浮点运算器的执行速度。而最常用来测量每秒浮点运算次数的基准程式(benchmark)之一,是Linpack英语LINPACK benchmarks

目录

  • 1 评价
  • 2 换算
  • 3 其他
    • 3.1 FLOPS
    • 3.2 MFLOPS
    • 3.3 GFLOPS
    • 3.4 TFLOPS
    • 3.5 PFLOPS
    • 3.6 EFLOPS
  • 4 参见
  • 5 注释
  • 6 外部链接

评价

许多专家[谁?]对每秒浮点运算次数颇多微词,认为它并不是一个有意义的量度,因为FLOPS并不能反应出许多对执行效能有影响的因素。例如:I/O的效能、内存的架构、快取内存一致性(cache coherence)。这意味着电脑的实际计算容量,与FLOPS的理论峰值间会有一段不小的差距。

随着新资讯科技时代(数据挖掘、机器学习、深度学习、BIG DATA 大数据、各种人工神经网络和人工智能等)及工业革命 4.0 的发展,与 FLOPS 运算效能指标有关的计算设备以显卡 GPU 和 FPGA 为主要核心,但 FLOPS 指标却未能准确地反映出以上设备在相关领域运算的效能表现。皆因以上设备的架构是利用 CUDA、OpenCL 等编程语言来实现加速相关应用程序的运算速度(普遍达 20 倍甚至高达过千倍),而这些技术的实现依赖的更多是如 GPU 比 CPU 拥有更多倍数集成的核心,如一块 NVIDIA GeForce GTX-750Ti 处理器就拥有高达 500+ 多个 CUDA Core,其 GFLOPS 性能表现理想但 GFLOPS 并未实际对大数据运算作出很大的贡献,更多地是因为成百计以上的 CUDA 核心(每核心内置各自的 ALU 算术逻辑运算单元)能进行并行运算而产生的指数级别运算速度提升。

换算

  • 一个MFLOPS(megaFLOPS)等于每秒一佰万/一百万(106)次的浮点运算; [1]
  • 一个GFLOPS(gigaFLOPS)等于每秒拾亿/十亿(109)次的浮点运算;
  • 一个TFLOPS(teraFLOPS)等于每秒一兆/一万亿(1012)次的浮点运算;
  • 一个PFLOPS(petaFLOPS)等于每秒一千兆/一千万亿(1015)次的浮点运算;
  • 一个EFLOPS(exaFLOPS)等于每秒一佰京/一亿亿亿(1018)次的浮点运算。

其他

以下列出几个有代表性硬件的每秒浮点运算次数

  • 注意:本页所收集之数据于大部分情况下仅供作实际参考值,视不同设备持有者的芯片品质及运作相关(如:厂商硬件设置、主板条件、供电系统设置、运作温度会因高温而自动强制降频作保护等因素)而有所不同,大致会与参考值有 (+/-)MAX 9 % 的差异值。

浮点性能参考指标 (xFLOPS) = 总运算核心数 x 每周期运算次数 x 处理器相对运作频率 i.e.: 1,228.8 GFLOPS/1.2288 TFLOPS = 384 Core x 4 x 800 MHz(0.8 GHz)

FLOPS

  • ENIAC: 300 FLOPS

MFLOPS

  • CRAY-1: 160 MFLOPS
  • Raspberry Pi Broadcom CM2708 ARM11 @1 GHz(OC): 316.56 MFLOPS
  • 好奇号 BAE RAD750 抗辐射处理器(基于 IBM PowerPC 750 设计)@0.1~0.2 GHz: 400 MIPS

GFLOPS

  • Intel Xeon 3.6 GHz: <1.8 GFLOPS
  • Intel Pentium 4 HT 3.6Ghz: 7 GFLOPS
  • Raspberry Pi Cluster (32 node)x Broadcom CM2708 ARM11@1 GHz: 10.13 GFLOPS (集群由 博伊西州立大学电气工程与计算机系博士生 Joshua Kiepert 实践)
  • Nintendo Wii: 12 GFLOPS
  • Intel Core 2 Duo E4300 14 GFLOPS
  • ARM Mali-400 MP4 @ 533MHz: 19.2 GFLOPS
  • 树莓派 上的 VideoCore: 24 GFLOPS
  • Intel Core 2 Duo E8400 24 GFLOPS
  • AMD Phenom 9950: 29.05 GFLOPS
  • Intel Core i5-4210U: 36.77175 GFlops (Win 8.1/Pro x64, LinX 0.6.5, Problem Size=11,530, MiB=1,024, 3 times) in 27.798sec
  • Intel Core 2 Quad Q8200 37 GFLOPS
  • Intel Core 2 Extreme QX9770: 39.63 GFLOPS
  • AMD Phenom II x4 955: 42.13 GFlopS
  • Intel Core i5-4210U: 43.4467 GFlops (Win 8.1/Pro x64, LinX 0.6.5, Problem Size=11,530, MiB=1,024, 3 times) in 23.526sec
  • Intel HD Graphics 2000 @ 1250MHz(SB): 60 GFLOPS
  • Intel Core i7 965: 69.23 GFLOPS
  • ARM Mali-T720 MP8 @ 600MHz: 81.6 Peak GFLOPS
  • Intel Core i7 980 XE : 107.6 GFLOPS
  • Intel HD Graphics 2500 @ 1150MHz(IVB): 110.4 GFLOPS
  • Intel Core i5 2500K @ 4.5GHz: 123.35 GFLOPS (w/AVX instruction set)
  • Intel HD Graphics 3000 @ 1300MHz: 125 GFLOPS
  • Intel HD Graphics 3000 @ 1350MHz(SB): 129.6 GFLOPS
  • New Intel HD Graphics GT1 @ 1150MHz(Haswell): 184 GFLOPS
  • SONY PlayStation 3: 228.8 GFLOPS
  • Mircosoft Xbox 360: 240 GFLOPS
  • IBM POWER7: 264.96GFLOPS[2]
  • ARM Mali-T760 MP16 @ 600MHz: 326 GFLOPS
  • NVIDIA Jetson TK1 (Tegra K1) 开发平台-Ubuntu: 326 GFLOPS (此为最大值且于自带风扇下运作)
  • Nintendo Wii U: 352 GFLOPS
  • Intel HD Graphics 4000 @ 1300MHz(IVB): 332.8 GFLOPS
  • NVIDIA GeForce 8800 Ultra(G80-450 GPU):393.6 GFLOPS
  • Intel HD Graphics 4200/4400 (Mobile)/4600/P4600/P4700 GT2 @ 1350MHz: 432 GFLOPS
  • AMD Radeon HD 3870(RV670 GPU):497 GFLOPS
  • NVIDIA Tegra X1:512 GFLOPS
  • Intel HD Graphics 5000 GT3 ~HD4XXX @ 1100MHz <15W+>: ~704 GFLOPS
  • NVIDIA GeForce GTX 280(G200-300 GPU):720 GFLOPS
  • NVIDIA GeForce 840M w/2GB vRAM: 790 GFLOPS
  • NVIDIA GeForce 840M (2GB Dedicated VRAM): 790.3 GFLOPS
  • Intel Iris Graphics 5100 @ 1100MHz <28W+>: 704 GFLOPS
  • AMD Radeon HD 4870(RV770 GPU):1008 GFLOPS
  • NVIDIA Jetson TX1: over 1,100 GFLOPS

TFLOPS

  • Microsoft Xbox One:1.31TFLOPS
  • Microsoft Xbox One S:1.4052TFLOPS
  • NVIDIA Geforce GTX 950(GM206 GPU):1.57 TFLOPS
  • SONY PlayStation 4:1.84TFLOPS
  • AMD Radeon HD 7850(Pitcairn GPU):1.946 TFLOPS
  • NVIDIA Geforce GTX 960(GM206 GPU):2.3 TFLOPS
  • NVIDIA Geforce GTX 580(GF110-375 GPU):2.37 TFLOPS
  • NVIDIA Geforce GTX 680(GK104-400-A2 GPU):3.09 TFLOPS
  • AMD Radeon R9 380(Tonga GPU):3.48 TFLOPS
  • NVIDIA Geforce GTX 970(GM204 GPU):3.49 TFLOPS
  • NVIDIA Geforce GTX 1060(GP106 GPU):3.85 TFLOPS
  • SONY PlayStation 4 Pro:4.2TFLOPS
  • AMD Radeon HD 7970 Ghz Edition(Tahiti XT2 GPU):4.3 TFLOPS
  • NVIDIA Geforce GTX Titan(GK110 GPU):4.5 TFLOPS
  • NVIDIA Geforce GTX 980(GM204 GPU):4.61 TFLOPS
  • AMD Radeon HD 6990(R900 GPU):4.98 TFLOPS
  • NVIDIA Geforce GTX 780Ti(GK110 GPU):5.046 TFLOPS
  • AMD Radeon R9 390(Grenada GPU):5.1 TFLOPS
  • AMD Radeon RX 480(Polaris 10 GPU):5.1 TFLOPS
  • NVIDIA Geforce GTX 980 Ti(GM200 GPU):5.63 TFLOPS
  • AMD Radeon R9 290X(Hawaii XT GPU):5.632 TFLOPS
  • Microsoft Xbox One X:6 TFLOPS
  • NVIDIA Geforce GTX 1070(GP104 GPU):6 TFLOPS
  • NVIDIA Geforce GTX Titan X(GM200 GPU):7 TFLOPS
  • NVIDIA Geforce GTX Titan Z(GK110 GPU):8.122 TFLOPS
  • NVIDIA Geforce GTX 1070 ti (GP104-300) : 8.168 TFLOPS
  • AMD Radeon R9 Nano(Fiji XT GPU):8.19 TFLOPS
  • AMD Radeon HD 7990(Malta GPU):8.2 TFLOPS
  • NVIDIA Geforce GTX 1080(GP104 GPU):9 TFLOPS
  • NVIDIA Titan X(GP102 GPU):11 TFLOPS
  • NVIDIA Geforce GTX 1080 Ti(GP102 GPU):11.5 TFLOPS
  • AMD Radeon R9 295X2(Vesuvius GPU):11.46 TFLOPS
  • Earth Simulator:35.61 TFLOPS
  • NVIDIA Titan V (GV100 GPU) : 110 TFLOPS
  • NVIDIA Tesls V100 (GV100 GPU) (For PCIe) :112 TFLOPS
  • NVIDIA Tesla V100 (GV100 GPU) (for NVLink): 125 TFLOPS
  • Blue Gene/L:135.5 TFLOPS
  • 曙光Dawning 5000A:230 TFLOPS

PFLOPS

  • IBM Roadrunner:1.026 PFLOPS
  • 台湾杉:1.7 PFLOPS
  • Jaguar:1.75 PFLOPS
  • 天河一号:2.566 PFLOPS
  • IBM Mira: 8.16 PFLOPS
  • 京:10.51 PFLOPS
  • BOINC运算平台:11.015 PFLOPS (随时变动)
  • IBM Sequoia:16.32 PFLOPS
  • Cray Titan:17.59 PFLOPS[3]
  • 天河二号:33.86 PFLOPS
  • Folding@home运算平台:92.03 PFLOPS (随时变动)
  • 神威太湖之光:93.01 PFLOPS
  • Summit : 122.3 PFLOPS

EFLOPS

  • 比特币全网算力(2013/5) : 1 EFLOPS
  • 比特币全网算力(2018/5) : 35 EFLOPS

参见

  • 浮点数
  • IEEE 754

注释

  1. ^ 中文数字使用万进,一万万为一亿,一万亿为一兆,一万兆为一京;此处的兆不是SI词头mega。参见中文数字
  2. ^ IBM POWER7超高规格处理器正式发布. 2010年2月9日 [2011年12月18日]. (原始内容存档于2017年4月19日). 
  3. ^ Oak Ridge Claims No. 1 Position on Latest TOP500 List with Titan. TOP500. November 12, 2012 [November 15, 2012]. 

外部链接

  • Current Einstein@Home benchmark
  • BOINC projects global benchmark
  • Current GIMPS throughput



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