home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ OS/2 Shareware BBS: 14 Text / 14-Text.zip / winbn2.zip / WINBN2.TXT
Text File  |  1993-06-23  |  23KB  |  529 lines

  1.  
  2. Benchmarking "Round 2"
  3. May 17, 1993
  4.  
  5. by Timothy F. Sipples
  6. Internet: sip1@kimbark.uchicago.edu
  7.  
  8. Windows NT v. OS/2 2.1
  9. (March public beta releases)
  10.  
  11. Some months ago I spent some time comparing the then current beta
  12. releases of OS/2 2.1 and Windows NT 3.1.  Testing was conducted in a
  13. fairly limited fashion using an older release of the Ziff-Davis WinBench
  14. benchmarking program.
  15.  
  16. In this comparison, I have used a wide range of Windows benchmarking
  17. programs, not just WinBench.  I have focused on Windows benchmarks to
  18. be, if anything, more fair to Windows NT.
  19.  
  20. The hardware used for these comparisons is an IBM PS/2 Model 56 with
  21. 486SLC-20/40 CPU, 12 MB of RAM, and 160 MB SCSI hard disk drive (a
  22. fairly good baseline system, comparable to the typical systems found on
  23. desktops in businesses).  I did not conduct tests with 8 MB of RAM (to
  24. be more than fair to Windows NT).  This system was equipped with the
  25. standard IBM 16-bit onboard VGA display hardware.  A standard IBM PS/2
  26. mouse was used, and it was not moved while benchmarks were running.
  27.  
  28. The hard disk drive was partitioned into two drives, C and D, both FAT,
  29. and OS/2's Boot Manager.  NT was installed on Drive C (about 90 MB), and
  30. OS/2 was installed on Drive D (about 60 MB).  Both operating systems
  31. were installed with all default settings (unless otherwise noted below).
  32. All benchmarking programs were installed on Drive C.
  33.  
  34. The following benchmarking programs were used:
  35.  
  36. Dhrystone for Windows (Version 1.1 by Richard Levey, Visual BASIC);
  37. WinTach 1.0 (Texas Instruments);
  38. WinSpeed 1.0 (Chris Hewitt);
  39. Ziff-Davis Labs WinBench 3.11.
  40.  
  41. For the multitasking tests, a batch file, COUNTER.BAT, was used.  The
  42. batch file reads:
  43.  
  44. @echo on
  45. cls
  46. c:
  47. cd\
  48. echo A > counter.fil
  49. :loop
  50. type temp.txt > temp1.txt
  51. xcopy temp1.txt temp.txt
  52. del temp1.txt
  53. echo A >> counter.fil
  54. goto loop
  55.  
  56. The file temp.txt was constructed using the following command:
  57.  
  58. dir d:\ /s > temp.txt
  59.  
  60. OS/2 supports two modes for Windows compatibility.  Full screen mode is
  61. most closely analogous to Windows itself.  The Program Manager, and one
  62. or more Windows applications, run in a full screen Win-OS/2 (Windows)
  63. desktop.  Windows applications can also run "seamlessly," on the OS/2
  64. Workplace Shell desktop.  Both modes of operation were tested.  When
  65. running seamlessly, applications were started from the Program Manager
  66. (to most closely approximate what Windows NT does, and to be more than
  67. fair to NT).
  68.  
  69. OS/2 also supports both standard and enhanced mode Windows
  70. compatibility.  Tests were conducted under the default standard mode.
  71. Comparisons were made with enhanced mode, however, and no measurable
  72. differences in performance were detected.
  73.  
  74. No patches were applied to either operating system.  The original,
  75. public beta distributions were compared.  (The retail release of OS/2
  76. 2.1 was not used.)
  77.  
  78. Neither beta release could successfully complete the Windows User
  79. Magazine benchmark suite.  OS/2 2.1 beta could not execute the WinTach
  80. benchmark in "seamless" Win-OS/2 mode.
  81.  
  82. With WinSpeed, which provides a continuous readout of values, the value
  83. was recorded six times, once every five seconds.  These values were then
  84. averaged, and the average is reported below.
  85.  
  86. Note that neither company recommends using these beta releases for
  87. performance benchmarking.  However, the results may be interesting, and
  88. they should provide some help in benchmarking the final releases.
  89.  
  90. Here are the results.
  91.  
  92. Dhrystone for Windows
  93. Higher number means better performance.  Linear scale.
  94.  
  95. Windows NT:        3776 CPUStones/Second
  96. OS/2 Full Screen: 15210
  97. OS/2 Seamless:    15037
  98.  
  99. Here OS/2 outperformed Windows NT by a factor of four.  The results are
  100. certainly surprising, since this benchmark is written in Visual Basic (a
  101. Microsoft product).  So surprising, in fact, that the benchmark was
  102. rerun to confirm these results.  The numbers hold.
  103.  
  104. WinTach
  105. Higher number means better performance.  Numbers are expressed as a
  106. multiple over a baseline system.
  107.  
  108.    Component          OS/2  Full Screen    Win NT Full Screen
  109.  
  110.    Word Processing          2.23                  1.89
  111.    CAD/Draw                 1.84                  3.11
  112.    Spreadsheet              2.08                  1.9
  113.    Paint                    2.33                  1.98
  114.  
  115.    Overall RPM              2.12                  2.22
  116.  
  117. These results are somewhat mixed.  WinTach weights the CAD/Draw category
  118. heavily enough to give NT the slight nod in the Overall RPM figure.
  119. However, OS/2 bested NT in all the other categories comprising the
  120. WinTach overall figure.
  121.  
  122. Multitasking Tests with WinTach
  123.  
  124. The batch file (COUNTER.BAT) creates a file, COUNTER.FIL, which measures
  125. the number of iterations completed.  The number of bytes in the file is
  126. equal to the number of iterations multiplied by four (the letter A, a
  127. space, carriage return, and line feed are recorded for each iteration).
  128. Byte size values for COUNTER.FIL are reported below.
  129.  
  130. First COUNTER.BAT was executed by itself, without another task running.
  131. It was run for 60 seconds.
  132.  
  133.    COUNTER.FIL Length     OS/2                 Win NT
  134.  
  135.    Full Screen DOS Sess.  236 bytes            164 bytes
  136.  
  137.    Windowed DOS Session   164 bytes            164 bytes
  138.  
  139. Thus, with COUNTER.BAT itself, OS/2 has the edge, since it bested NT in
  140. one mode by about 40% and matched NT in the other.
  141.  
  142. Then, in the following tests, WinTach was loaded and made ready to go.
  143. COUNTER.BAT was started, then WinTach was started.  As soon as WinTach
  144. displayed the final screen (reporting the benchmark figures), a switch
  145. was made to the COUNTER.BAT session and it was immediately terminated.
  146. I estimate that this method can produce errors in the range of plus or
  147. minus four iterations (16 bytes).  "Full Screen" and "Windowed," below,
  148. refer to COUNTER.BAT.  (Windowed DOS sessions were maximized.)
  149.  
  150.    Component       OS/2 2.1 Full Screen   Win NT Full Screen ("Best")
  151.  
  152.    Word Processing          1.48                  1.88
  153.    CAD/Draw                 1.24                  3.07
  154.    Spreadsheet              1.47                  1.88
  155.    Paint                    1.62                  1.96
  156.  
  157.    Overall RPM              1.45                  2.20
  158.  
  159.    COUNTER.FIL Bytes      388                    20
  160.  
  161.    Component       OS/2 2.1 Windowed      Win NT Windowed ("Best")
  162.  
  163.    Word Processing          1.50                  1.85
  164.    CAD/Draw                 1.25                  3.12
  165.    Spreadsheet              1.43                  1.86
  166.    Paint                    1.58                  1.75
  167.  
  168.    Overall RPM              1.44                  2.15
  169.  
  170.    COUNTER.FIL Bytes      432                    16
  171.  
  172.  
  173.  
  174. Thus, in the default setting, NT is tuned as essentially a single
  175. tasking operating system, which is curious given that Microsoft proposes
  176. NT for server environments.
  177.  
  178. Both OS/2 and NT provide some control over the priority given to
  179. foreground and background tasks.  OS/2 provides the CONFIG.SYS
  180. parameters MAXWAIT, TIMESLICE, and PRIORITY.  NT provides a Tasking
  181. control in the System section of its Control Panel.  This tasking
  182. control provides three options: one providing the "best" foreground
  183. response time (as shown above), one providing a moderate foreground
  184. boost, and one providing an equal responsiveness to foreground and
  185. background tasks.  These settings appear to be roughly analogous to
  186. OS/2's PRIORITY=DYNAMIC and MAXWAIT as some high value, PRIORITY=DYNAMIC
  187. and MAXWAIT as some moderate value, and PRIORITY=ABSOLUTE, respectively.
  188. In practice, however, there was no measurable difference between NT's
  189. first two Tasking settings.  The third, however, did have a measurable
  190. impact, and those numbers are represented below (alongside the same OS/2
  191. numbers):
  192.  
  193.    Component       OS/2 2.1 Full Screen   Win NT Full Screen ("Equal")
  194.  
  195.    Word Processing          1.48                  0.73
  196.    CAD/Draw                 1.24                  1.65
  197.    Spreadsheet              1.47                  1.01
  198.    Paint                    1.62                  0.82
  199.  
  200.    Overall RPM              1.45                  1.05
  201.  
  202.    COUNTER.FIL Bytes      388                   308
  203.  
  204.    Component       OS/2 2.1 Windowed      Win NT Windowed ("Equal")
  205.  
  206.    Word Processing          1.50                  0.71
  207.    CAD/Draw                 1.25                  1.82
  208.    Spreadsheet              1.43                  1.02
  209.    Paint                    1.58                  0.83
  210.  
  211.    Overall RPM              1.44                  1.10
  212.  
  213.    COUNTER.FIL Bytes      432                   308
  214.  
  215.  
  216. These numbers seem to indicate that OS/2 is the better multitasker of
  217. the two.
  218.  
  219. WinBench
  220.  
  221. Ziff-Davis Labs WinBench 3.11 (running alone) gives the following
  222. results:
  223.  
  224. WinBench 3.11     OS/2 Full Screen      OS/2 "Seamless"   NT
  225. BITBLT Alignment
  226. Source Aligned
  227. Destination
  228. Aligned
  229. AA 32x32          3586101 pixels/sec 2397817           2738061
  230. AA 64x64          5270784            4492703           4713878
  231. AA 128x128        6016760            5788669           5867332
  232. AA 256x256        6193597            6325468           6216854
  233. Source Aligned
  234. Destination Not
  235. Aligned
  236. AN 32x32           198657             520954            628517
  237. AN 64x64           793925             790632            922501
  238. AN 128x128        1019222            1008052           1132575
  239. AN 256x256        1109711            1149754           1251744
  240. Source Not
  241. Aligned
  242. Destination
  243. Aligned
  244. NA 32x32           546133             503832            802738
  245. NA 64x64           806287             780917           1103764
  246. NA 128x128        1009411             998264           1251744
  247. NA 256x256        1103764            1143825           1334551
  248. Source Not
  249. Aligned
  250. Destination Not
  251. Aligned
  252. NN 32x32           522095             481705            595782
  253. NN 64x64           777875             753017            857926
  254. NN 128x128         991280             980527           1103764
  255. NN 256x256        1088556            1127281           1230001
  256. BITBLT OVERLAP
  257. Horizontal
  258. Overlap           5212353            4567712           4980364
  259. Vertical Overlap  1180743            1148397           2278712
  260. BITBLT ROPS
  261. Screen to Screen
  262. SS SRCCOPY        1808738            1756871           3092727
  263. SS SRCPAINT        704140             699178            155191
  264. SS SRCAND          705113             699589            158601
  265. SS SRCINVERT       703723             699589            160364
  266. SS SRCERASE        669936             666934            158601
  267. SS NOTSRCCOPY      585254             892411            161560
  268. SS NOTSRCERASE     684310             680659            156877
  269. SS MERGECOPY       847090             835259            118301
  270. SS MERGEPAINT      691062             377497            156877
  271. SS PATCOPY        6439612            5035005           5790108
  272. SS PATPAINT        632510             627634            114545
  273. SS PATINVERT      1002273             876159           3608182
  274. SS DSTINVERT      5286740            4607851           4758042
  275. SS BLACKNESS     11570966            8069324           9334209
  276. SS WHITENESS     11552512            8056478           9438669
  277. Memory to Screen
  278. MS SRCCOPY        2831629            2566164           1427413
  279. MS SRCPAINT        892244             863509            643042
  280. MS SRCAND          892411             863850            649473
  281. MS SRCINVERT       891409             863509            643042
  282. MS SRCERASE        853382             827816            627510
  283. MS NOTSRCCOPY     1319378            1257007            853548
  284. MS NOTSRCERASE     856059             829704            620762
  285. MS MERGECOPY      1193909            1134432            147273
  286. MS MERGEPAINT      891576             863167            643042
  287. MS PATCOPY        6444713            5055045           5788951
  288. MS PATPAINT        818811             790953            140124
  289. MS PATINVERT      1006378             876804           3647832
  290. MS DSTINVERT      5312085            4608758           4785709
  291. MS BLACKNESS     11685140            8072542           9412648
  292. MS WHITENESS     11659532            8040477           9436783
  293. Memory to Memory
  294. MM SRCCOPY        3109283            3262830            713849
  295. MM SRCPAINT       2309796            2384477            291570
  296. MM SRCAND         2309796            2383091            303847
  297. MM SRCINVERT      2308005            2381400            300682
  298. MM SRCERASE       2065594            2117427            297582
  299. MM NOTSRCCOPY     2405455            2479656            307079
  300. MM NOTSRCERASE    2184627            2241936            291570
  301. MM MERGECOPY      2024603            2033780            181925
  302. MM MERGEPAINT     2180341            2244997            297582
  303. MM PATCOPY        3473270            3553621           6978462
  304. MM PATPAINT       1768100            1753159            173193
  305. MM PATINVERT      2568680            2598234            225511
  306. MM DSTINVERT      3284043            3405168           8802378
  307. MM BLACKNESS      4589354            4925094           8169604
  308. MM WHITENESS      4544058            4842149           7922312
  309. SCREEN/Memory
  310. BITBLT (64x64
  311. mono)
  312. Memory to Screen
  313. Blt               6344240            5062559           4222680
  314. Screen to Screen
  315. Blt                807094             808368            963009
  316. IMAGE BLT         5116124            5286195           2852147
  317. DRAW ARCS
  318. Arc Major Axis X    27885              27685             71058
  319. Arc Major Axis Y    26945              26997             63789
  320. FILL ELLIPSES
  321. Ellipse Major
  322. Axis X             901457            1126338           5352360
  323. Ellipse Major
  324. Axis Y            1592549             941584           4911289
  325. DRAW SINGLE
  326. LINES
  327. Single
  328. Horizontal        2937451             576868           1347988
  329. Single Vertical   1003996             826254            664390
  330. Single Diagonal    341798             325243            421678
  331. DRAW POLYLINES
  332. Poly Horizontal   4923690            5015618          10969468
  333. Poly Vertical      743174             769719            763516
  334. Poly Diagonal      360359             374840            599669
  335. Poly Mixed         671477             696494            997168
  336. DRAW LINES IN
  337. ALL DIRECTIONS
  338. Long Lines         329359             441831            437931
  339. DRAW WIDE LINES
  340. Line Width 3        68754              20502            156431
  341. Line Width 5       103125              49568            225218
  342. Line Width 10      209436             104368            446543
  343. Line Width 20      329179             162942            695987
  344. POLYGON
  345. ALTERNATE FILL    1141140             498741           3074339
  346. POLYGON WINDING
  347. FILL               18.9 polygons/sec    9.58              59.3
  348. DRAW & FILL
  349. RECTANGLES
  350. Square
  351. Rectangles   20923318 pixels/sec   14864968          18376880
  352. Rounded
  353. Rectangles   2370741               1208339           5201881
  354. RANDOM
  355. RECTANGLES   3058754               3331129           3653264
  356. FILL WITH
  357. PATTERNS
  358. Black Pattern    27982547        28475847          29049866
  359. 12% Grey Pattern 27786828        28382375          28737501
  360. 25% Grey Pattern 27786828        28442786          28870545
  361. 37% Grey Pattern 27797337        28431783          28786375
  362. 50% Grey Pattern 27987875        28514514          29049866
  363. 62% Grey Pattern 27776327        28431783          28786375
  364. 75% Grey Pattern 27982547        28497929          29695418
  365. 87% Grey Pattern 27797337        28426285          28737501
  366. White Pattern    27961255        28470331          29083142
  367. Hatch Patterns   27823646        28453798          29049866
  368. DISPLAY VARIOUS
  369. FONTS
  370. Display 16 pt
  371. System            3070623         3222089           3656036
  372. Display 21 pt
  373. New Tms Rmn       3748763         3551673           3790435
  374. Display 27 pt
  375. New Tms Rmn       4596578         4369888           5130836
  376. Display 20 pt
  377. Arial             3549849         3301090           3793064
  378. Display 24 pt
  379. Arial             4513947         4261576           4609698
  380. SCROLL VARIOUS
  381. FONTS
  382. Scroll 16 pt
  383. System             170721          163487            137478
  384. Scroll 21 pt New
  385. Tms Rmn            184579          182071            152966
  386. Scroll 27 pt New
  387. Tms Rmn            273838          270682            295948
  388. Scroll 20 pt
  389. Arial              165588          161938            205146
  390. Scroll 24 pt
  391. Arial              208042          194965            197907
  392. EXTTEXTOUT
  393. VARIOUS FONTS
  394. ExtTextOut 16 pt
  395. System            5806584         4789165           3550229
  396. ExtTextOut 21 pt
  397. New Tms Rmn       3804645         3578639           3630130
  398. ExtTextOut 27 pt
  399. New Tms Rmn       4675541         4405458           4822315
  400. ExtTextOut 20 pt
  401. Arial             3613631         3330634           3539799
  402. ExtTextOut 24 pt
  403. Arial             4609851         4293893           4408150
  404. DISPLAY TEXT -
  405. BACKGROUND MIXED
  406. Transparent Text  4022359         2759387           2885682
  407. Opaque Text       5797364         4958974           3599412
  408. GREYED TEXT        363374          332734             74050
  409. MIXED FONTS        814001          670476            792257
  410. STRETCH BLT
  411. Stretch 32x32       15476           14337             13194
  412. Stretch 48x48      105326          106790             26551
  413. Stretch 80x80      189274          194037             60711
  414. Stretch 96x96      224890          231093             77937
  415. Stretch 192x192    361294          368640            187922
  416. Stretch 32x48       75090           75956             17638
  417. Stretch 48x96      158988          162540             42601
  418. Stretch 48x32       83980           84768             18481
  419. Stretch 108x96     229762          236667             85042
  420. Stretch 21x21       29389           29444              6014
  421. Stretch 105x105    235913          243020             87154
  422. IMAGE DATA        3171841         2220601            831675
  423. DIALOG BOXES      6.40 dialogs/sec     2.58              3.54
  424. RUBBER BANDING    207367 pixels/sec  153400            153722
  425. SCROLL TEXT IN
  426. WINDOW
  427. Byte Aligned
  428. Scroll              1415 characters/sec   1392              1166
  429. Not Aligned
  430. Scroll              1086 characters/sec   1081              1074
  431. ERASE WINDOW    24800036 pixels/sec   24936026          25571696
  432. RECTANGULAR
  433. CLIPPING
  434. OPERATIONS
  435. BitBlt Clipping      2252 operations/sec   1883              1136
  436. Line Clipping        4221                  2888              2138
  437. Text Clipping        3030                  2129               175
  438. Apparent Disk
  439. Tests
  440. Sequential Read
  441. 200                 194402 bytes/sec  237381            157474
  442. Sequential Write
  443. 200                213324             212221            239774
  444. Random Read 200      6522               6117             19387
  445. Random Write 200     4764               4538             25300
  446. Sequential Read
  447. 512                405269             415137            186786
  448. Sequential Write
  449. 512                143873             466135            283399
  450. Random Read 512     16712               3262             76875
  451. Random Write 512    23684              24251             92369
  452. Sequential Read
  453. 2048               476483             489854            204546
  454. Sequential Write
  455. 2048               401081             385026            311556
  456. Random Read 2048    16075              18644            300339
  457. Random Write
  458. 2048               186219             185645            374417
  459. Sequential Read
  460. 4096                79227              72025            233767
  461. Sequential Write
  462. 4096               451251             464863            459045
  463. Random Read 4096   118377             120405            403719
  464. Random Write
  465. 4096                90837              84752           1371676
  466. OVERALL
  467. Graphics WINMARK  4042864            2762427           4281517
  468. Apparent Disk
  469. WINMARK             26688              16832             95309
  470.  
  471. Note that WinBench has received some bad press lately.  (It is claimed
  472. that it is far too easy to optimize to WinBench to inflate the results.)
  473.  
  474. The WinBench numbers resemble those of WinTach in that OS/2 seems to be
  475. outperforming NT in more categories, but the weighting system gives NT a
  476. slight edge in the overall index.  In this set of benchmarks I did not
  477. attempt to run comprehensive disk performance tests.  OS/2 has two file
  478. systems (FAT and HPFS), and NT has three (FAT, HPFS, and NTFS).  A
  479. comprehensive test would report figures for all three file systems.
  480. However, the WinBench disk figures are reported for completeness.
  481.  
  482. One interesting result coming out of these figures is that OS/2's
  483. seamless Win-OS/2 mode is performing much better than in the previous
  484. beta release.  It is no longer the case that full screen mode
  485. outperforms "seamless" mode.  In some cases, full screen may be a bit
  486. slower.
  487.  
  488. It is somewhat puzzling that NT performs reasonably well with the two
  489. most popular Windows benchmarks, WinBench and WinTach, yet does not post
  490. good results with two lesser known benchmarks, Dhrystone for Windows and
  491. WinSpeed.  There are several possible explanations for this phenomenon.
  492. One possibility is that NT's programmers optimize to these benchmarks.
  493. That need not be a sinister act; these benchmarks can help determine an
  494. operating system's weak points, and that information can be incorporated
  495. into the development process.  It does, however, point out the need to
  496. perform rigorous, "real world" benchmarks.  It is also generally a bad
  497. idea to rely on a particular benchmark's index number.  It is tempting
  498. to try and express an operating system's performance in terms of a
  499. single index number, but the weighting used to determine that number may
  500. have little or no resemblance to the kind of work the operating system
  501. will be asked to perform in a particular environment.
  502.  
  503. The multitasking benchmarks are rather disturbing.  It is possible that
  504. the default priority setting was chosen with developers in mind, since
  505. NT is still in beta.  However, to deploy NT on a server this default
  506. must be changed.  If an administrator runs a task at the console with
  507. the current default setting, the entire system will grind to a virtual
  508. halt.
  509.  
  510. All the benchmarking programs used are available via Internet anonymous
  511. ftp from ftp.cica.indiana.edu.
  512.  
  513. T.F.S.
  514.  
  515. Addendum: WinSpeed Results
  516.  
  517. WinSpeed results are cited but not enumerated.  Here are the results
  518. produced by that benchmark (higher number indicates greater
  519. performance).
  520.  
  521. WinSpeed Average:   172 NT    190 OS/2 Full Screen    190 OS/2 "Seamless"
  522. Video                70       130                      94
  523. Disk                125       119                     114
  524.  
  525. Again, I cannot guarantee the accuracy of any disk I/O benchmarks (see
  526. the original note in the benchmarking document), but they are reported
  527. for completeness.
  528.  
  529.