五款主流 Linux 发行版性能对比，稳而不强？

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测试结果解读

2018 即将结束，年末正是各种基准测试对比轮番出炉的时候，通过这些报告，我们可以看到 Linux 性能的各个方面在 2018 是如何发展的。但本文的这份性能对比会更加深入 —— 将研究五个主流 Linux 发行版在过去近三年里所经历的性能变化，而测试对象则是从 2016 年初开始的 CentOS, Clear Linux, Fedora, Ubuntu 和 openSUSE，到目前为止已安装稳定更新的最新版本。

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2018 年波及众多 Linux 发行版的 Spectre 和 Meltdown 漏洞严重影响了它们的性能，所以我们不妨看看两年前的发行版和今年的性能对比，最终结果会是如何。

本次对比客观地测试了从 2016 年初到 2018 年底相同硬件上的 Linux 发行版性能 —— 系统会重新加载所有测试的最新版本，以了解性能如何变化。

先来看看本次性能对比中，运行这些 Linux 发行版的机器配置：

• Intel Core i7 5775C
• 板载 Iris Pro 6200 显卡
• MSI Z97-G45 GAMING 主板
• 16GB DDR4 RAM
• 120GB CT120BX100SSD1, Crucial BX100 SATA 3.0 SSD

可以看到，测试所使用的机器配置十分强劲，英特尔酷睿 i7 5775C 仍然是强大的 CPU，特别是其 Iris Pro 显卡和4核/8线程、3.3GHz 基频和 3.7GHz 自动超频。在 2016 年和现在的所有测试中，CPU 都以默认速度(stock speed)运行。唯一的变化是现在使用最新的主板 BIOS，但这也是出于安全原因所必需的考虑，其他配置方式与 2016 年的相同。

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以下是在此英特尔酷睿 i7 平台上进行测试的操作系统的概述：

CentOS —— 运行的 CentOS 7 版本是已升级到 7.6 的最新版本， 使用 Linux 3.10 内核作为后端端口。此外，测试对象都使用了相同的 GCC 4.8.5 编译器，而 GNOME Shell 则从 3.14 迁移到了 3.28，默认文件系统为 XFS。在 2016 年，CentOS 默认使用此系统上的 CFQ I/O 调度程序，但现在默认为 deadline 调度程序(deadline scheduler)。至少在 2019 年，我们将看到 EL8 / CentOS 8 用于现代企业版 Linux 堆栈。

Clear Linux —— 英特尔自家的 Clear Linux 平台在从 Linux Kernel 4.4 和 GCC 5.3 迁移到 Linux Kernel 4.19 和 GCC 8.2 时已经进行了许多升级。除此之外，还有无数的其他升级以及不同的决策，如从 CPUFreq 扩展驱动程序迁移到 P-State，使其与其他 Linux 发行版保持一致，但 Clear 仍默认为“性能”调控器(performance governor)。Clear Linux 也是目前测试中唯一一个默认使用 MQ-DEADLINE 的发行版，而 2016 年在这个硬件上使用的是 CFQ。

Fedora —— 从 Fedora 23 升级到 Fedora 29 意味着从 Linux Kernel 4.3 和 GCC 5.3.1 升级到 Linux Kernel 4.19 和 GCC 8.2.1，以及大量其他软件包的更新。Fedora 继续在此硬件上使用 CFQ I/O 调度程序。

Ubuntu —— 从 Linux Kernel 4.4 的 Ubuntu 16.04 迁移到 Linux Kernel 4.18 的 Ubuntu 18.10 是另一个重要的升级。当时 Ubuntu 也默认使用 deadline I/O 调度程序，但现在使用 CFQ。

openSUSE —— openSUSE 测试从基于 Linux Kernel 4.1 的 openSUSE 42.1 Leap 到基于 Linux Kernel 4.19 的 openSUSE Tumbleweed，与 CentOS 7 以外的其他发行版一样，还包括许多软件包的更新。OpenSUSE 也在此时间从 deadline 调度器转换为使用 CFQ，用于 SATA 3.0 SSD 上。

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2018 年所有的 Linux 发行版还针对 Spectre 和 Meltdown 漏洞进行了缓解性的更新，要知道这在 2016 年还没有发生。其他操作系统设置/软件包都是默认设置。更多详细信息见下表。请记住，硬件保持不变并使用默认设置；任何报告的变化都可归结为硬件/信息在特定发行版中如何暴露给操作系统。

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Phoronix 测试套件提供每次的测试配置文件版本，因此能够使用相同测试软件的相同应用程序/软件包版本以及相同的测试安装重现，在相同的硬件上完成 2016 年与 2018 年的可行对比 —— 以标准化和可重现的方式运行脚本。

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测试结果解读

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如图所示，在模拟编译过程中进行 CompileBench 测试的情况下，2018 年所有的 Linux 发行版都比 2016 年初的慢。但是对于英特尔的 Clear Linux，它的速度是最快的，并且与其他四个发行版对比，目前的测试结果比任何版本都快得多 —— 事实上，它 2018 年的状态比 2016 年的任何其他发行版都快。而 CompileBench 恰好是受 Spectre/Meltdown 缓解影响的工作负载之一。

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对于 Compile Bench 更多繁重的 I/O 初始创建过程，Clear Linux 和 Ubuntu 是唯二逆转运行速度较慢的 CentOS / Fedora / openSUSE 的发行版，但 Clear/Ubuntu 运行的变化很大，使得它们的测试数据不能够十分精确，但无论 Clear Linux 还是 Ubuntu，在这个特定的测试中它们仍然是最快的。而以稳定著称的 CentOS 7 是这个基准测试中最慢的。

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使用 Himeno 压力求解器工作负载(pressure solver workload)进行测试，从 2016 年初到 2018 年底之间，观察到性能没有太大变化。唯一值得注意的是 Ubuntu 和 openSUSE 具有略微的性能优势。

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在 C-Ray 多线程光线跟踪器下，除了 Clear Linux 之外的所有 Linux 发行版在 2018 年都比较慢，而英特尔发行版的速度稍微快一点，并在第一名的位置处于领先地位。

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与 C-Ray 测试类似，但 Smallpt 基准测试呈现的结果则是另一种情况，其中 Clear Linux 与其他发行版相比有很大改进（在 openSUSE 上也看到了很好的变化），并且由于其“强势”的编译器默认值，它仍然比其他发行版快得多。

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对于单线程 MP3 音频编码基准测试，CentOS 的变化不大，毕竟两者仍然在同一个 EL7 堆栈上，但对于其他四个 Linux 发行版，在其最新版本中都看到了不错的性能改进。

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使用 FFmpeg H.264 进行基准测试，能明显看到，与 2016 年相比，Linux 发行版在 2018 年均呈现放缓的状态，但 Clear Linux 的速度减慢得最少，并且成绩也是可衡量的第一名。

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Redis 是受今年 Spectre/Meltdown 漏洞影响的另一个真实案例。因此，与 2016 年相比，结果存在相当大的变化。英特尔的 Clear Linux 发行版依然继续提供了比 CentOS，Fedora，Ubuntu 和 openSUSE 更快的性能。事实上，应用了所有默认缓解补丁的 2018 Clear Linux 性能状态也仍然比其他四个 Linux 发行版更快。

与 2016 年初发布的版本相比，这就是 2018 年底五款主流 Linux 发行版所在的位置。Clear Linux 是当时英特尔硬件上最快的开箱即用发行版，现在仍然保持这种状态，甚至在某些情况下它的领先优势还有所增加。在近三年的时间里。与 SUSE，Ubuntu 和其他企业平台相比，CentOS 7 无疑显示了其“时代性”的痕迹，尤其是在过去一年中，因为这些平台都发布了新的主要版本。不过值得庆幸的是，RHEL 8 / CentOS 8 将在明年首次亮相。

当然，性能不是用户选择发行版时首要的考虑因素，甚至不是最主要的因素，不然怎么解释 CentOS 虽然性能不高，但却有着海量的用户群体。毕竟，在服务器上跑，「稳」更重要。

最后，在 2018 年 Linux 发行版上还运行了一些额外的基准测试，用于了解这些最新的 Linux 发行版在具有 Iris Pro 显卡的英特尔酷睿 i7 Broadwell CPU 上表现如何运行的一些额外测试：

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