回路エンジニア向けPCパフォーマンス評価

概要
スペック
CrystalMark
回路シミュレータTina ver10パフォーマンス
プリント基板用パターンエディタPCBEパフォーマンス
軽負荷ゲーム大航海時代オンラインベンチマーク
結論

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以下は、スポンサーです。

概要

 回路エンジニアにとって快適なパソコンを検討してみました。 今回は、Core-i7 4770を搭載する自作パソコンと、Core-i5 6200Uを搭載するLenovoのノートパソコンThinkPadE560の性能を調べてみました。 調べた項目としては、CrystalMark、回路シミュレータTian ver10のシミュレーション時間、波形表示時間、 そしてフリーのプリント基板用パターンエディタソフトPCBEのスクロール時間です。 評価はすべてWindows10で行っています。

スペック

2016年10月時点での自作パソコンのスペック

部品名 メーカー 機種・モデル名 スペック 台数
CPU intel Core i7 4770 4コア8スレッド 3.4GHz 1
マザーボード ASUS SABERTOOTH Z87 PCI express 3.0 x8 x2基, SATA3, eSATA3, USB3.0 1
メモリ G.SKILL Ares F3-2400C11D-16GAB PC19200 DDR3 2400MHz 8GB 4
ケース LIAN LI PC-A70A フルタワー 1
電源 ANTEC EarthWatts EA-650 Platinum 650W, 最大効率93% 1
SSD crucial CT256MX100SSD1 SATA3対応, 256GB 6
HDD 東芝 MD04ACA300 SATA3対応, 3TB 2
RAIDカード Adaptec ASR-8805 SGL SATA3, 最大8台, キャッシュ1GB 1

LenovoノートパソコンThinkPadE560のスペック

部品名 メーカー 機種・モデル名 スペック 台数
CPU intel Core i5-6200U 2コア4スレッド 2.2GHz 1
マザーボード 純正 不明 不明 1
メモリ 純正 不明 PC12800 DDR3 1600MHz 8GB 2
SSD crucial CT1000MX200SSD1 SATA3対応, 1TB 1



CrystalMark

 まずは、一般的な性能というとで、CrystalMarkの結果を載せます。

自作パソコン(HDGraphic4600) CrystalMark 2004R3ベンチマーク結果

CrystalMark 397894
ALU 89140
Fibonacci 33757
Napierian 17416
Eratosthenes 15042
QuickSort 22903
FPU 77766
MikoFPU 7607
RandMeanSS 41570
FFT 16168
Mandelbrot 12399
MEM95527
Read33056.16 MB/s (33056)
Write18300.80 MB/s (18300)
Read/Write19474.34 MB/s (19474)
Cache246753.56 MB/s (24675)
HDD 88335
Read2935.90 MB/s (20179)
Write2023.87 MB/s (15619)
RandomRead512K2356.55 MB/s (17282)
RandomWrite512K1879.43 MB/s (14897)
RandomRead 64K1018.12 MB/s (10590)
RandomWrite 64K 853.75 MB/s (9768)
GDI20656
Text 7309
Square 2280
Circle 5876
BitBlt 5191
D2D7467
Sprite 10 258.79 FPS (25)
Sprite 100 238.90 FPS (238)
Sprite 500 175.52 FPS (877)
Sprite 1000 135.31 FPS (1353)
Sprite 5000 46.88 FPS (2344)
Sprite 10000 26.30 FPS (2630)
OGL19003
Scene 112228
Lines (x1000)(2325192)
Scene 2 CPU(256)
Scene 2 Score6775
Polygons (x1000)(381089)
Scene 2 CPU(128)


自作パソコン(GeForec1060) CrystalMark 2004R3ベンチマーク結果

CrystalMark 440706
ALU 82409
Fibonacci 28189
Napierian 17351
Eratosthenes 13656
QuickSort 23191
FPU 76147
MikoFPU 7586
RandMeanSS 41608
FFT 15644
Mandelbrot 11287
MEM91619
Read30721.22 MB/s (30721)
Write18982.54 MB/s (18982)
Read/Write19843.16 MB/s (19843)
Cache220517.36 MB/s (22051)
HDD 110595
Read3571.83 MB/s (23359)
Write3560.94 MB/s (23304)
RandomRead512K2962.90 MB/s (20314)
RandomWrite512K2985.08 MB/s (20425)
RandomRead 64K1198.16 MB/s (11490)
RandomWrite 64K1240.77 MB/s (11703)
GDI20345
Text 7556
Square 2197
Circle 5444
BitBlt 5148
D2D16475
Sprite 10 199.24 FPS (19)
Sprite 100 195.04 FPS (195)
Sprite 500 182.16 FPS (910)
Sprite 1000 173.62 FPS (1736)
Sprite 5000 114.79 FPS (5739)
Sprite 10000 78.76 FPS (7876)
OGL43116
Scene 115126
Lines (x1000)(3200355)
Scene 2 CPU(512)
Scene 2 Score27990
Polygons (x1000)(2170056)
Scene 2 CPU(1024)


ノートパソコン(ThinkPadE560) CrystalMark 2004R3ベンチマーク結果

CrystalMark 207383
ALU 43435
Fibonacci 13808
Napierian 11209
Eratosthenes 7012
QuickSort 11384
FPU 44271
MikoFPU 4561
RandMeanSS 23977
FFT 8433
Mandelbrot 7278
MEM50084
Read17596.94 MB/s (17596)
Write10697.68 MB/s (10697)
Read/Write10714.00 MB/s (10714)
Cache110555.68 MB/s (11055)
HDD 36422
Read 411.50 MB/s (7557)
Write 379.92 MB/s (7399)
RandomRead512K 244.00 MB/s (6440)
RandomWrite512K 353.50 MB/s (7267)
RandomRead 64K 78.62 MB/s (3144)
RandomWrite 64K 130.77 MB/s (4615)
GDI13312
Text 5029
Square 1336
Circle 3747
BitBlt 3200
D2D4266
Sprite 10 171.89 FPS (17)
Sprite 100 152.47 FPS (152)
Sprite 500 106.11 FPS (530)
Sprite 1000 77.53 FPS (775)
Sprite 5000 26.46 FPS (1323)
Sprite 10000 14.69 FPS (1469)
OGL15593
Scene 19625
Lines (x1000)(1832688)
Scene 2 CPU(256)
Scene 2 Score5968
Polygons (x1000)(336619)
Scene 2 CPU(128)

 自作パソコンは40万点、Lenovoノートパソコンは20万点程度です。 自作パソコンはグラフィックカードがあってもなくてもGDIの性能は変わらず、 DirectXとOpenGLは倍程度の差にとどまっています。 尚、以前メモリを高速化(1600MHz→2400MHz)したときは、GDIの性能も向上しました。



回路シミュレータTina ver10パフォーマンス

こ  のテストは、私が使っている回路シミュレータ、Tina ver10 Classic Editionで、 50ノード程度の回路シミュレーションのトランジェント解析をするのにかかった時間を計測しました。 計測方法は、タスクマネージャで、シミュレーションが終了した時点でのCPU時間から、アプリを起動しただけの状態のCPU時間を引き、 同時実行スレッド数で割って、処理時間を算出し、比較するというものです。 GPUの処理は関係ないことから、グラフィックカード有無別は計測しませんでした。 ver9、10では、4コア8スレッドのCPUの場合4スレッド同時実行、2コア4スレッドのCPUの場合2スレッド同時実行します。 また、ワットチェッカーで消費電力もモニタしました。

PC自作PCLenovoノートパソコンLenovoノートパソコン
CPUCore i7-4770Core i5-6200UCore i5-6200U
GPUHD Graphic 4600HD Graphic 520HD Graphic 520
冷却台-オフオン
CPU時間27:5024:2020:59
同時実行スレッド数422
処理時間6:5712:1010:30
消費電力230W29W42W

 自作PCの方は、7分で終わったのに対し、 Lenovoノートパソコンは冷却台のファンをオフの場合で12分、オンの場合で10分30秒でした。 Lenovoノートパソコンは冷却台のファンのオンオフで10%以上の差が出ました。 そして冷却台でのパフォーマンスアップは、熱を大量に処理できるようになることによるものなので、 消費電力も40%程度上がっています。 ちなみに冷却台の消費電力は、ノートパソコンから供給しているので、冷却台の分の消費電力分も加わっていることにご注意ください。 Lenovoノートパソコンの冷却が十分な状態では、自作パソコンの1.5倍ほどの時間でシミュレーションが終わっていることが分かります。 消費電力が約6分の1なので、この程度の差で済んでいることは素晴らしいです。 この結果から、このLenovoノートパソコンで、研究開発環境を持ち歩くことができるようになると言えそうです。

 次に、波形のスクロールパフォーマンスを評価しました。 この評価は、50ノード程度の回路シミュレーションのトランジェント解析シミュレーション結果の波形を、 スクロールするのにかかる時間を計測しました。 合計14回スクロールします。 計測方法は、タスクマネージャで、スクロールが終了した時点でのCPU時間から、アプリを起動しただけの状態のCPU時間を引き、 同時実行スレッド数で割って、処理時間を算出し、比較するというものです。 短い時間の処理なので、冷却台のファンの有無別は計測しませんでした。
シミュレーショ波形表示スクロール

PC自作PC自作PCLenovoノートパソコン
CPUCore i7-4770Core i7-4770Core i5-6200U
GPUHD Graphic 4600GeForce1060HD Graphic 520
CPU時間0:120:120:12
同時実行スレッド数442
処理時間0:030:030:06

 結果は、CPU時間はすべて同じで、処理時間はLenovoノートパソコンが自作パソコンの2倍かかっています。 また、グラフィックカードの有無では差が生じませんでした。 これは、GDIを使っているためと思われます。 回路シミュレーションのパフォーマンスは、グラフィックカードに関係ないことが分かります。 そのため、高性能なグラフィックカードを買っても回路シミュレーションは快適になりません。 回路シミュレーションのパフォーマンスは、CPUとメモリで決まると言えそうです。 また、このLenovoノートパソコンは、研究開発に適すると言えそうです。 実際使ってみて不快ではないです。



プリント基板用パターンエディタPCBEパフォーマンス

 この評価は、300KBほどのファイルサイズの、180mm×180mmの2層プリント基板用パターンデータを60回スクロールするのに かかった時間を計測しました。 スクロールはキーボードの上下キーで行いました。 上キーを5回押し、下キーを5回押すのを、6回繰り返しました。 シングルスレッドアプリケーションなので、CPU時間をそのまま処理時間としました。

PC自作PC自作PCLenovoノートパソコン
CPUCore i7-4770Core i7-4770Core i5-6200U
GPUHD Graphic 4600GeForce1060HD Graphic 520
処理時間0:080:080:09

 結果は、Lenovoノートパソコンが自作パソコンでほぼ同じで、グラフィックカードの有無でも差が生じませんでした。 これも、GDIを使っているためと思われます。 プリント基板用パターンエディタPCBEのパフォーマンスは、グラフィックカードに関係ないことが分かります。 そのため、高性能なグラフィックカードを買ってもプリント基板用パターンエディタPCBEは快適になりません。 また、このLenovoノートパソコンは、研究開発に適すると言えそうです。 実際使ってみて不快ではないです。




軽負荷ゲーム大航海時代オンラインベンチマーク

 回路エンジニアとは関係ありませんが、軽めのオンライン3Dゲームのベンチマークとして、 大航海時代オンラインベンチマークを実行してみました。

PC自作PC自作PCLenovoノートパソコンLenovoノートパソコン
CPUCore i7-4770Core i7-4770Core i5-6200UCore i5-6200U
GPUHD Graphic 4600GeForce1060HD Graphic 520HD Graphic 520
スコア3030430014801490
消費電力230W250W40W51W

 結果としてLenovoノートパソコンのスコアは、自作パソコンの半分程度でした。 また、グラフィックカードの有無で、差は生じたものの30%程度でした。 実際プレイするとこの程度のゲームでは計測したどの条件でも快適でした。



結論

 このLenovoノートパソコンは、回路エンジニアの研究開発に適すると言えそうです。 また、回路エンジニアの研究開発用パフォーマンスは、CPUとメモリで決まり、 グラフィックカードは関係ないと言えそうです。 これは今回評価したアプリがDirectXやOpenGLを使っていないためで、 もっと高価あるいは有料なアプリでは、DirectXやOpenGLを使うものもあるかもしれず、 その場合グラフィックカードが高性能だと快適さに差が生じる可能性があります。



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