单片机跑分：Coremark的原理与局限性

单片机跑分：Coremark的原理与局限性

在桌面CPU和GPU领域，我们经常看到各种跑分测试，如3dmark和Cinebench。而在嵌入式系统中，单片机也有自己的性能测试标准。其中，Coremark是最常用的测试之一。本文将详细介绍Coremark的原理、测试方法及其局限性。

前言

平常桌面CPU或者GPU的跑分测试见多了，比如3dmark、Cinebench等。其实嵌入式系统中常用的单片机也有跑分测试。现在比较多见的就是Coremark。

CoreMark是由EEMBC（Embedded Microprocessor Benchmark Consortium）的Shay Gla-On于2009年提出的一项基准测试程序。其主要目标是简化操作，并提供一套测试单核处理器核心的方法。测试标准是在配置参数的组合下单位时间内运行的CoreMark程序次数（单位：CoreMark/MHz），该数字值越大则说明测试的性能越好。实际上现在也支持多核并行测试了。

目前在嵌入式CPU行业中普遍公认的性能测试指标的标准主要使用以下三种：MIPS、Dhrystone、Coremark。而CoreMark与Dhrystone一样，拥有体积小、方便移植、易于理解、免费并且显示单个数字基准分数的特点。与Dhrystone不同的是，Dhrystone的主要部分实际上暴露了编译器优化工作负载的能力，而不是实际MCU或CPU的能力，而CoreMark具有特定的运行和报告规则，从而可以避免由于所使用的编译库不同而导致的测试结果难以比较。

比如在Coremark官网上可以看到，一些板子的跑分详情，有一些是网友提供的，打勾的基本就算官方认证跑分了。

而现在基本新出的芯片大部分都会在详情页上标注自己的跑分。比如，GDF450是673分。

STMF429是608分，STMF743是2424分，F767大概1200分左右。

局限性

缺少浮点运算

CoreMark是一个综合基准，用于测量嵌入式系统中使用的中央处理器（CPU）的性能。它是在2009年由EEMBC的Shay Gla-On开发的，旨在成为一个行业标准，取代过时的Dhrystone基准。代码用C编写，包含以下算法：列表处理（增删改查和排序）、矩阵操作（公共矩阵操作）、状态机（确定输入流是否包含有效数字）和CRC。

它主要跑的就是这三个，而这3个基本涉及到的只有整数运算，所以衡量的也基本是MCU的基本指令集的运行情况，至于浮点运算这种，就完全不能衡量了。

CoreMark也有浮点类型的测试，不过这个就是CoreMark-Pro了，不过这个就不是普通单片机就能运行的，大部分单片机应该都不适合了。

缺少中断响应

单片机最主要的就是这个实时性，与此紧密相关的就是中断了。虽然不同单片机外设不同，但是对中断的响应非常重要，特别是某些单片机在高频采样或者负载较多的情况下，这个时候中断响应的速率就非常关键了。而由于单片机种类繁多，各种外设不同，中断不同，导致难以有一致的测试标准。但是光看一个CoreMark不足以评估中断响应是否能够来得及。

缺少功耗评估

实际上小的MCU大部分都需要看功耗的，而CoreMark中不能体现功耗，类似于英特尔最近的发布会，将会以每瓦性能来评估工艺。

运行位置

众所周知，一般直接把程序加载到SRAM里运行是比Flash中直接运行要快的，而CoreMark中的评分中也带有对应运行位置的标记。

编译器有影响

CoreMark说是让编译环境没影响，但是实际上很难做到，嵌入式的编译环境各自不同，最终导致的实际执行效率也略有区别。这也是为啥排行榜的时候都带编译环境。

架构级的领先

架构上的领先，从跑分中也无法体现出来。特别是M7带Cache和不带Cache的M4，看起来跑分差距不大，实际应用的时候就会发现差距特别大。整体运行效率可能相差接近10倍。

总结

所以不要盲目的以跑分作为评估的基础，还是要拿个开发板测试一下看。