测试软件快餐文化——PCMark04详细解析

[ 从PCMark2002到PCMark04 ]

PCMark2002发布初始，不少媒体评测机构持观望态度，对其测试成绩认同度不高。但几个月后PCMark2002凭着合理的测试方案，颇为科学的计算方法，空间占用小，操作简单等优势博得了评测机构与众多玩家的认可。时至今日，PCMark2002 几乎已成为衡量PC性能不可或缺的快餐性测试工具之一。

PCMark2002发布时，P4 3.0C等800MHz外频CPU未上市，软件也不可能对新款CPU测试考量，现在，再用它测试最新的系统的确是有点不合时宜了。众多评测机构和玩家都殷切期望新版PCMark上市，2003年11月19日，PCMark04倒计时牌显身Futuremark网站!这引起众多关注的目光，同时预示着PCMark04已经整装待发。



经过数天的倒计时，Futuremark在2003年11月25日22点(北京时间)正式发布PCMark04。我们心中的疑团如：PCMark04有哪些新增功能？界面有多大变化？与PCMark2002相比，优势与否？本质上有何改进？对系统有什么要求？也纷纷到了解开的时刻。



我的系统能安装PCMark04吗？只要满足如下条件即可：操作系统为WindowsXP或Windows 2000，已安装DirectX 9.0、Microsoft Internet Explorer 6、Microsoft Media Player 9、Microsoft Media Encoder 9或以上版本。需要注意的是，Windows2000不能运行硬盘测试部分，该测试只能在WindowsXP环境下运行。其实，PCMark04对系统要求很宽松，只要显卡支持DX7，硬盘有130MB以上硬盘空间即可运行。



下图为PCMark2002启动Logo



下图为PCMark04启动Logo，明显类似于3DMark03的风格



PCMark2002的启动界面，测试成绩有3个，分别是CPU测试成绩、内存测试成绩、硬盘测试成绩。注册版提供查看详细测试成绩和选择测试项的功能。



PCMark04界面布局颜色搭配和3DMark03完全一致，连图标都没换，看来的Futuremark软件界面一体化路线仍在继续。PCMark04共享版只有系统测试成绩，并提供详细成绩查看。注册版测试成绩有5个，新增了系统测试成绩和显示测试成绩。



从表面看，PCMark04变化不大，只增加了两个成绩，实质是这样吗？接下来我们一起深入PCMark04，通过测试项目把它看个清清楚楚、明明白白。

[ PCMark04详解----系统测试 ]

系统测试组包含文件压缩/解压缩、文件加密/解密、病毒扫描和语法检查、图像处理、音频转换、WMV/DivX视频转换、网页浏览、物理计算和3D图形、显存性能，共十三个测试项。

其中有三对测试运行多线程——每对测试拥有匹配线程，其余七项测试是单独运行的线程。运行系统测试组将产生最终的PCMark成绩。下图是系统测试组运行结构。



系统测试组通过不同测试项考验PC性能，一些测试兼顾CPU和内存，一些测试偏重CPU，当然也有内存和图形子系统测试。总的来说测试成绩对系统依赖性较大，而对硬盘依赖性较小，因此忽略了硬盘对系统测试组成绩的影响。

 文件压缩/解压缩

文件压缩/解压综测试使用Zlib 1.1.4，测试脚本为4个不同规格文档，通过对其压缩/解压缩文档测试CPU整数运算能力，测试连续运行20秒，成绩就是每秒压缩/解压缩多少MB数据(MB/s)。4种文档规格如下：
2MB 可执行文件
2MB Word文档
7.4MB AVI视频文件
2.7MB DDB纹理文件



默认设置文件压缩与加密测试是共同运行的。同样，文件解密和图像处理测试也是同时运行。


 语法检查

语法检查使用的软件是Grammer Parsing 4.2，测试脚本为130KB文本文件，对其进行语法检查，考验CPU的整数运算能力，测试连续运行20秒，成绩是软件每秒检查多少KB(KB/s)。



默认设置语法检查和病毒扫描是同时运行的。

 网页浏览

网页浏览器采用Microsoft Intelnet Explorer6，采用三张网页为测试脚本，测试时用浏览器不停打开网页脚本来考验CPU整数运算能力和内存子系统性能，测试连续运行20秒，成绩为每秒钟打开网页次数。网页脚本规格为：
用200KB网页代表公司主页
包含4张图片(总容量大约是1.4MB)的网页代表有照片的网页
160KB文本网页代表有文字的网页



 图像处理

图像处理使用fixed-point IDCT和RGB-24标准对JPEG格式解码，本测试将图像文件压缩由3倍变化到18倍，以考验CPU整数运算性能。图像处理连续运行20秒，成绩为每秒处理百万像素数(MPixels/s)，测试采用脚本文件规格为：
130KB图像文件
900KB图像文件(2个)
1.1MB图像文件

默认设置图像处理和文件解压缩测试同时运行。

 音频转换

音频转换主要考验CPU浮点运算能力。测试使用Ogg Vorbis组织推出的libogg 1.0和libvorbis 1.0，测试把1.8MB未压缩的WAV音乐转换峸Ogg Vorbis格式，成绩是每秒钟转换多少KB(KB/s)。



 视频压缩

视频压缩主要考验CPU浮点运算能力，采用WMV和DivX两种格式，转换成绩是每秒钟转换的帧数。

WMV压缩：使用Windows Media Encoder 9编码器，测试采用320x240低分辨率视频电影，文件容量为1.8MBMPEG格式，将其转换为WMV格式，编码率使用1000KB/s和160KB/s。



DivX压缩：使用DivX Video encoder 5.0.5编码器，测试采用720x480高分辨率视频，选择7.4MB DV格式为脚本，将其转换为DivX格式，编码率采用4000KB/s。DivX压缩视频过程中需读写硬盘，但硬盘性能对成绩影响较小。



 显存性能

显存测试性能测试容易受CPU、内存、AGP图形总线和显存子系统的干扰，所以采用了Microsoft Direct API引擎和特定设计孤立显存性能测试。测试在DX-Exclusive模式创建1024x768 16bit图像，然后以64线/s绘制图像，通过AGP总线传输后更新图像，图像数据不断更新以检测显存带宽性能。测试连续运行10秒，成绩为每秒更新的帧数。



 物理计算和3D图形

3D图形测试偏重3D显卡子系统整数运算性能，图形物理位置计算侧重于CPU浮点运算性能。该项测试采用Electronic Arts出品的Madden NFL，测试场景在4个光源照射下，计算600个箱子之间相互碰撞，测试成绩是每秒钟的帧数。




 病毒扫描

病毒扫描采用F-Secure Anti-Virus引擎，扫描引擎由2个dll文件和小的病毒数据库文件组成。扫描脚本为20个规格不相同的文件(大约23MB)，连续扫描这些文件20秒来考查CPU和内存性能，成绩为每秒钟扫描多少MB(MB/s)，硬盘性能对测试成绩有一点影响。

 文件加密/解密

文件加密/解密采用Crypto++软件，它对不同格式文档采用不同的加密/解密算法。对文件加密/解密时以8字节为一块，每块密鈅长度是56bit，通过对文件进行加密/解密考查CPU整数运算性能。测试连续运行20秒，成绩秒钟处理多少MB(MB/s)，测试采用脚本文件规格如下：
2MB可执行文件
2MB Word文档
1.1MB JPEG图像
1.8MB WAV音频文件



最后说明一点，系统测试是免费的，没有注册码也可浏览测试项的详细数据，给用户提供了极大的方便。
[ PCMark04详解----独立测试 ]

独立测试包括中央处理器测试组、内存测试组、图形测试组和硬盘测试组。针对某个子系统进行测试，通过测试成绩对比可分析出系统瓶颈的渊源，它是玩家分析系统性能的得力助手。不过，独立测试需要注册才能使用。

 中央处理器测试组

中央处理器测试组是独立的中央处理器效能测试，同时这个测试包也是系统测试组的一个子集。本测试力争与内存子系统和图形子系统有效隔离。本测试组一共有九个测试项目。其中，有两对儿是多线程的测试，并且其中每一对儿测试都有自己独立的工作流程。剩下的五个测试都是单任务单线程。默认设置的测试流程如下图：



中央处理器测试组成绩经过数学计算得出，比例参数由PCMark决定。下面是CPU成绩计算工式。



 内存测试组

内存测试组是独立的内存子系统效能测试工具。内存子系统包括整个电脑系统的各种内存，有主内存，中央处理器的核心内置高速缓存（例如一级缓存）和外置高速缓存（例如二级缓存）。因为现实中很难发现有什么应用的重点仅仅依靠内存子系统，所以PCMARK04精心设计了这个测试组来达成测试目的。测试组由C++和汇编写成。它包括以下几个部分：

1．把数据块写入内存

通过写入不同大小的数据块到主内存、一级缓存和二级缓存来测试效能。而且为了防止缓存内的数据干扰成绩，测试开始前会自动清空缓存。

2．数据块的拷贝操作效能

数据块拷贝操作是通过读写和拷贝测试来获得最终效能报告的。方法是把8兆和4兆的数据写入主内存，192K的数据测试二级缓存，4K的数据测试一级缓存来获得结果。通过五秒钟不间断的测试而且每一秒都有详尽的数据报告，Futuremark力求在不同的平台获得最佳的测试结果。

3．随机数据存取

随机数据存取测试使用了一个巨大且未排序（或者用一个随机数来排序）的数据列表，列表中的每个数据的大小都是64字节。这一切都是为了测试中的数据连续读取的都如同是随机操作，以确保测试的正常。至于数据包的大小和测试方式和上面的数据块拷贝操作测试一样，请大家参阅。

4．延迟

延迟测试是内存子系统中一个独立的可调节的细节测试。它的时间通过内存数据的存取操作获得。测试时在主内存中使用了16兆的数据块而二级缓存和一级缓存的数据块依旧是192K和4K。成绩的单位是纳秒。这个测试的成绩对整个内存子系统的总成绩没有影响。

内存测试组成绩经过数学计算得出，比例参数由PCMark决定。下面是内存成绩计算工式。



 图形系统测试组

不用多说，这个测试的目的就是告诉我们电脑系统中的图形子系统的独立性能。无论是过去和未来，我们的每一个Windows操作或者软件应用都离不开图形系统的2D处理，而且我们看到更加高精度的图形界面和更高的解像度都在逐渐的普及。至于三维应用，已经广泛的在游戏中使用，而且它正在占领软硬件的方方面面。因为这些不可或缺的应用，所以Futuremark开发了这个图形系统测试组。它分为2D测试和3D测试两大部分。

1．2D测试
看了题目就知道它会告诉我们各种2D应用的效能。

2．transparent Windows(透明窗口测试)

这个测试的目的就是电脑执行视窗操作时的效能体现。测试程序假设工作环境是1024x768x32位色深。它将创建十个能自己移动和淡出的新窗口。首先给它们加入alpha混合，然后再让它淡入淡出。如果你使用了WindowsXP这样的系统，那一定会对窗口的淡入淡出效果有印象，这就是一个新的Windows特效，它可以增强用户的视觉体验，但是需要图形系统有力的支持。这里用户可以自己设定他们需要的高亮对话框。而最后获得的成绩就是绘制每个窗口的平均数值。



3．图形内存测试

这个测试和系统测试组中的图形内存测试的内容一模一样。唯一的不同就是每秒钟的绘线数目。这次每秒钟的绘制数是16和32，而上次则是64。

4．视频回放测试

视频回放已经成了我们电脑的主要应用之一，这个测试就是告诉我们，你的图形系统在视频回放时到底效能如何。它包含两个部分，WMV回放测试和DIVX测试。测试用的WMV文件使用Windows Media player解码，解像度是1024x768。视频文件首先经过通过MPEG解码进行Mpeg1 splitter，最后视频混合输出。而测试用DIVX文件则是640x480大小，通过DIVX解码进行AVI splitter，然后混合视频输出。

测试中视频将以系统可以达到的最快速度回放，记录每秒的平均帧数作为最终成绩。视频测试的成绩独立成项，并不记入整个图形子系统的总分。而且要注意，刷新率会影响视频测试的成绩，因为受到屏幕刷新率的限制，你所能得到的最大帧数不一定是你硬件可以达到的最大速度。如果你的最终成绩和你的屏幕刷新率一致的话，那么恭喜了，你的图形系统可以回放更多种类的视频。

5．3D测试

3D显卡是一台时髦的电脑必不可少的部件。所以Futuremark特地编写了这个3D测试系统。这个测试需要硬件支持DirectX7的显卡而且要安装DirectX9的运行库。测试其实很简单，分别有两个测试针对填充率和多边形成成能力，如果你想对三维能力了解的更多的话，还是推荐你去用3Dmark03。

6．填充率测试：
填充率对于图形系统构建三维世界来说是非常重要的，测试成绩以百万纹理/秒为单位（MTexels/s）。测试时程序设计了一个巨大的表面用纹理来覆盖，而且还要加入Alpha混合。填充率测试分为两个部分：

1）．单纹理测试：
顾名思义，这个测试就是看你的图形系统更够以多快的速度在三位物体表面绘制单纹理贴图。单纹理测试对象有64个，这意味着你的显卡必须尽快的把他们一一画满。这个测试很精确，放心，它并不受你的强大的硬件可以在一个周期内完成多层纹理填充的影响。

2）．多纹理测试
和上面的测试一样，依旧是要把64个三维对象的纹理填充完毕。但是既然是多纹理填充测试，你的显卡的强大的流水线就可以发挥作用了。我们知道，一些显卡甚至可以一个周期完成六个或者八个纹理填充。我们的这个测试中允许最大每次八个纹理填充。当然了，在最新的DirectX9的标准中，甚至支持16个纹理单周期填充的标准。

7．多边形生成能力测试

无论什么样的三维世界都是由无数的多边形构成的，这个测试就是告诉你你的显示系统可以每秒钟生成多少个三角形，成绩单位是百万三角形/秒（MTriangles/s)。测试采用实时渲染一个拥有巨大数目但不加纹理的多边形物体。考虑到光源对三角形生成能力的影响问题，测试分成两个不同的项目：

1）．单光源测试：这个测试只使用一个光源照射被测试对象

2）．多光源测试：这个测试使用了八个不同方向的光源照射被测试对象



图形成绩 = 0.5x透明窗口+0.4x((图形内存16线+图形内存32线)/2)+0.6x((单纹理填充率+多纹理填充率)/2)+50x((单光源多边形生成+多光源多边形生成)/2)

 硬盘测试组

硬盘测试组将向我们反映的硬盘系统的效能。我们知道对于整个电脑系统硬盘的存取效能是非常重要。今天的硬盘已经拥有数十上百G的容量。我们这个测试使用了英特尔的开发的一个工具叫做Rankdisk。Rankdisk可以记录当磁盘系统运行典型应用程序工作时的使用曲线。这个曲线图将成为我们计算硬盘性能的主要手段。

在硬盘测试组与性的过程中，曲线记录图将被应用于每一个测试项目中。而我们要记录的项目一共是四个大项。

1．Windows启动曲线记录了当系统启动时的硬盘工作状态。这个测试会自动在系统加载时运行，不用用户手动激活。

2．应用程序加载
这个测试记录了一些常用应用程序加载和关闭时的硬盘工作情况。其包含
Microsoft Word
Adobe Acrobat Reader 5
Windows Media Player
3DMark 2001SE
Leadtek Winfast DVD
Mozilla Internet Browser

3．文件拷贝测试
本测试使用一个400MB的文件为样本进行拷贝。

4．主流硬盘应用测试

这个测试反映了硬盘系统对一些目前的主要日常应用的影响。它们包括
打开word文档，语法检查，保存和关闭的过程
使用winzip压缩和解压的过程
使用PowerCrypt对文件加密盒解密的过程
使用F-Secrure杀毒软件检查文件病毒的过程
使用winamp播放Mp3和wav
使用windows media player播放DivX和WMV
使用Windows Picture viewer查看图片
使用IE浏览网页
Tom Clancy's Ghost Recon这个游戏从加载到运行以及退出的整个应用

据Futuremark称它们发现硬盘空闲时间压缩到50毫秒以后，会提升其测试的速度。因此PCMark04将50毫秒设定为最小空闲时间，以防止被人为的干扰测试成绩。

硬盘系统测试成绩以MB/S为单位计算。

硬盘成绩 = (XP启动曲线x120)+(应用程序加载曲线x180)+(文件拷贝曲线x28)+(主流硬盘应用曲线x265)

[ 实战Pcmark04 ]



硬件平台一PCMark04测试成绩



硬件平台二PCMark04测试成绩



硬件平台一和硬件平台二在CPU、内存、系统总线上差异很大，平台二的性能凡乎是平台一的两倍，系统测试成绩充分表明平台间性能差异悬殊。



第一对多线程测试文件压缩/加密依赖于CPU整数运算性能，3.2C与1.8A性能差异接近二倍。第二对多线程测试文件解压和图像处理，CPU主频对成绩影响很大，3.2C与1.8A差距依然接近两倍。第三对多线程测试病毒扫描和语法校正，前者依赖CPU和内存，后者依融CPU整数运算性能，内存容量和CPU主频差异表顼在测试成线上。从第四个测试开始，测试项目是单线程测试，CPU主频对文件解码影响巨大。音频转换是CPU浮点运算能力的体现，高主频与低主频的性能差异显然。网页浏览速度是CPU整数运算能力和内存子系统性能的体现，主频和内存带宽容量的差异表现在成绩上，平台二性能接近平台一的两倍。WMV和DivX视频压缩对CPU浮点运算能力，测试成绩表明硬件平台间上倍的性能差距。图形物理位置计算依赖CPU浮点运算工，3D图形依赖显卡性能。显存测试成绩依赖于显存带宽和显存速度，FX5900U和Ti4200的性能差异在此有2.5倍以上。

[ 写在最后 ]

表面看，PCMark04只增加了显示测试成绩和系统测试成绩，实际上远不止这些。PCMark04中有很多测试方案是改进而来或重新设计的，改进的测试方案扩大了覆盖面，它更具代表性，比PCMark2002测试方案科学，适于主流PC性能测试。

PCMark04的可贵之处在于安装方便，简单易用，为大家在短时间内评测PC性能提供了得力的工具。使用它就像我们平常吃麦当劳一样，快捷，卫生，味道也还算不错。喜欢超频和追求性能的朋友，可用PCMark04测试一下超频或优化前后的性能。不仅如此，如果您的水平很高，还可将测试成绩传到Futuremark网站，和数据库中的成绩进行比较，与各国高手比较。

Futuremark在厂商和用户之间的关系保持很好，经典的3DMark2001SE更是Futuremark辉煌之作，由于3DMark03在测试成绩上颇受争议，因此它的声望大不如前。不过，PCMark系列的声誉并没受到3DMark03的影响，目前在国内外各大媒体的系统测试中均不难寻到它的身影，可见PCMark2002测试的科学、公正得到了业界的认可。PCMark04改进测试方案，使之适合新一代硬件的需求。我们确信PCMark04能接过PCMark2002手中的枪，为我们站好新一班岗。

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