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Windows 8性能全面测试报告

2013-01-05《微型计算机》评测室《微型计算机》2012年12月上

每一代操作系统的新功能你会用到多少?相信不会太多;每一代操作系统你关注的是什么?相信不是那漂亮的界面,而是它是否能让你用得更好、更快。因此,当Windows 8正式上市后,不要匆忙掏出自己的钱包,请先阅读这篇由MC评测室精心制作的Windows 8全面性能测试。让我们看看,Windows 8是一款提升应用体验的加速利器,还是一个重蹈Windows ME覆辙的尴尬产物。

Windows 8性能全面测试报告

从Windows 8开发者预览版到消费者预览版,再到发行预览版、RTM版,如今我们终于迎来了Windows 8正式版的上市。相信不少尝鲜的读者已经感受过Windows 8带来的一些改变——从触摸式操作到各种应用程序以动态色块样式呈现在屏幕上的Metro风格用户界面,以及采用Ribbon界面,集成文件核心管理功能的文件资源管理器。不过,除了这些你能看得到的改变之外,Windows 8操作系统的内核实际上也有较大的改进。对操作系统比较关注的读者应该了解,Windows Vista内核版本号为Windows 6.0,Windows 7为Windows 6.1,而在Windows 8,版本号则如人预料变为6.2。别小看这0.1步进的增加,除了在面向移动平台设计的Windows RT版中支持ARM处理器,增加Hyper-V虚拟化技术,Windows 8内核还带来了更多针对提升PC用户性能体验的改善。

Windows 8内核技术改善简介

虽然Windows 8的内核版本号仍是6字打头,但整体来看,6.2内核带来的改进却是全面、巨大的。如前面提到过的集成Hyper-V虚拟化技术,以及比NTFS更加先进、灵活,主要用于服务器的ReFS(Resilient File System)弹性文件系统,改善平板电脑使用体验的传感器融合接口(可将传感器融合数据处理工作交由传感器完成,这样Windows 8可以更节能、更高效地使用陀螺仪传感器这样的设备)。而对于普通PC用户来说,我们认为6.2版内核有意义的改进主要有以下几点:

缩短系统启动时间

手机和平板电脑用户在闲置设备时,通常采取的做法是让它们暂时转入休眠状态,这样在下次需要使用时,只需要一个唤醒动作就能够让设备迅速重新进入工作状态。然而传统PC与这些手持移动式计算设备不同,据微软收集的数据显示,57%的桌面用户和45%的笔记本用户会选择关闭整台计算机,而长久以来PC操作系统从零开始重新启动的速度一直饱受诟病。

Windows 8操作系统在默认状态下就开启了快速启动功能。
Windows 8操作系统在默认状态下就开启了快速启动功能。

为了应对传统PC无法做到“即开即用”的难题,Windows 8从移动设备的使用模式中吸取经验,推出了一个意在兼顾传统冷启动和休眠恢复两者优点的混合式快速启动模式。在传统的关机操作中,操作系统会关闭整个内核与用户会话,在下一次重新启动时再进行漫长的全系统初始化。而在Windows 8当中,关机操作触发之后,内核会话将转入类似休眠的模式,驻留在内存当中的内核数据会被压缩转而存储到硬盘上,在下次重启时并行利用多核处理器的所有核心将转储的内核数据重新解压恢复到内存里面,但是用户会话仍旧被完全关闭——也就是说,这种混合启动模式一方面加快了系统的内核唤醒速度,另一方面在系统重新进入工作状态时,用户也能感受到一个与传统冷启动过程之后相差无几的全新会话环境。

减小内存占用,优化内存管理

对于Windows 8这样一个意图横跨各种计算设备的操作系统,必须实现极高效率的内存管理,使得各种计算设备上运行的应用,无论内存大小都能够提供迅速响应。除此之外,还需要减少自身的内存占用,为各种计算设备上的新功能腾出必要的空间。为此,Windows 8系统删除了13个基础操作系统服务,还将另外一组系统服务(如自动更新与即插即用)改为触发式启动,这些深入至系统服务框架内部的改进能够帮助Windows 8将自身内存占用的需求压制在与Windows 7相同甚至更低的水平上。

Windows 8系统在处理器闲置状态下,只占用大约1GB内存,现在常用的8GB容量配置已能满足它的需求。
Windows 8系统在处理器闲置状态下,只占用大约1GB内存,现在常用的8GB容量配置已能满足它的需求。

除了减少自身的内存占用,Windows 8也尝试在内存中寻找冗余进行压缩。向操作系统申请分配内存,全部初始化为相同的值,方便供给自身使用,这是许多应用程序都会进行的一项典型工作。但是微软收集的数据发现,有一部分程序分配了内存之后并没有加以利用,而是白白闲置,如果每一个应用程序都这样申请内存将造成极大浪费。为此Windows 8引入了内存组合策略,将不同应用程序持有的相同内容的内存进行回收,直到进行写入操作时才提供真正的专用副本。从理论上来说,同时运行的应用程序数量越多,内存组合越能发挥效果,这意味着Windows 8在内存负载较重的情况下能够更有效率地管理内存。

对USB 3.0提供原生支持

Windows 8原生支持USB 3.0标准,该系统将整合常见的USB 3.0控制器驱动,除了A85、Z77这些原生支持USB 3.0的芯片组外,也集成了瑞萨、Etron钰创、祥硕等第三方主控芯片的驱动。对于普通用户来说,在Windows 8下可像USB 2.0接口那样,直接使用。而对于追求性能的用户,我们还是建议定期更新官方驱动,毕竟系统集成的USB 3.0驱动大多版本较早。

在HTML5技术的帮助下,只需要通过浏览器,就能在网站上以任意角度旋转欣赏你想买的爱车。
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增强图形体验

首先Windows 8加入了WDDM 1.2微软新一代图形驱动程序模型,带来了对图形支持特别是GPU支持方面的进步。DirectX中D3D版本将升级到11.1,它对高级着色器(HLS)模型性能、延迟着色技术均进行了改进,并加入了对双精度浮点运算的支持。当然,对多数用户来说,WDDM 1.2直观的改善就是系统响应速度会有所提高,由GPU错误引起的系统崩溃几率大幅度降低,平常很容易看到的“驱动停止响应”提示框不再轻易“抛头露面”。

其次采用众多新技术,大限度、高效地利用GPU与CPU的资源,在日常应用中,对一切2D图形、文本显示与处理的工作进行提速。如对jpg、png图片编解码算法的改进,更多地利用现代CPU中内建的SIMD指令集来实现并行加速。典型的代表就是整合新一代Internet Explorer 10浏览器。与Internet Explorer 9相比,它支持更多更酷的HTML5特性,拥有更加出色的硬件加速功能。因此,在面对采用HTML5技术,以图形、动画或游戏为主的新形态交互网站时,Internet Explorer 10将拥有更好的表现。

改善CPU调度机制,加强多核性能这部分的改进主要是为了让Windows 8能更好地发挥出新架构处理器的性能,特别是采用AMD推土机与打桩机架构设计的产品。在普通的Windows操作系统中,此类AMD处理器会被识别为一般的8核心处理器,线程分配并不能准确按照CMT架构擅长的方式去做,这会带来一定的性能下降。而在Windows 8中,调度器会“知道”AMD的推土机CPU是一个模块两个核心的架构,线程分配时将按照优化的顺序进行。以双线程任务为例,如果这两个线程是紧密相关的,那么会优先安排在一个模块内运行,这样两个线程可以在模块内通过高速的二级缓存共享资源,而不再需要通过“缓慢”的三级缓存进行数据交换;如果两个线程的相关性较低,那么调度器就可以将它们分配到不同的模块内以免双方争抢资源。通过这样的线程优化,CPU的性能、工作效率就能得到一定程度的改善。

那么以上针对普通PC的几点改进,到底能带来怎样的性能提升?Windows 8是否还暗藏着什么秘密武器,会给我们带来意想不到的惊喜呢?接下来就让测试来回答吧。

我们如何测试

测试方法

显然,要想了解Windows 8系统是否能带来性能上的提升,简单、准确的方法就是与上一代操作系统Windows 7进行对比测试。为此,我们搭建了两套可以代表目前台式机PC主要构成形态的测试平台。其中第一套由英特尔处理器、主板与NVIDIA显卡组成,第二套则是由AMD打桩机架构处理器、显卡、主板组成的3A平台。两套平台将分别在Windows 8、Windows 7下以完全相同的硬件配置,如内存延迟、工作频率、硬盘工作模式,进行完全相同的性能测试。后将测试成绩进行两两对比,即可了解Windows 8的进化程度。

测试平台
处理器 英特尔Core i5 3570 AMD FX 8350
主板 技嘉GA-Z77X-UP4 TH(英特尔平台) 技嘉GA-990FXA-UD7(AMD平台)
显卡 华硕GTX660 DiretCU Ⅱ TOP(英特尔平台) HIS 7850冰酷超频版2GB(AMD平台)
内存 博帝DDR3 2400 4GB×2 博帝DDR3 1866 4GB×2
硬盘 日立Deskstar 7K400 4TB OCZ Vertex 4 512GB(用于固态硬盘性能测试)
电源 X7-1200 X7-1200
操作系统 Windows 7旗舰版 64bit、Windows 8专业版 64bit

处理器与内存性能测试

从这个项目测试来看,Windows 8显然没能给我们带来太多惊喜。英特尔平台方面,大部分测试可以用互有输赢来形容,但各个项目的成绩差距都很小,我们认为用测试误差来解释更为合理。唯一的意外出现在3DMark 11中,Windows 8下的物理测试得分反而比Windows 7下少了472分,落后幅度达6.6%。我们估计产生这一现象的大可能是软件对Windows 8优化仍然不够所致(测试中,我们已安装了所有3DMark 11升级补丁与系统信息模块)。

AMD平台方面,同样在3DMark 11物理测试中出现了明显下跌,只是幅度略低,落后Windows 7系统下的成绩为4.7%。而在其他大部分测试成绩里,两个系统的成绩也是非常接近。不过在wPrime 32M测试中,AMD平台却给我们带来一个较大的惊喜,测试的运行时间比Windows 7下少了0.734秒,运行时间较Windows 7系统下缩短8%。显然,这不可能是误差所致,Windows 8系统对AMD CMT架构处理器的优化终于有所体现。

处理器与内存性能测试

处理器与内存性能测试

处理器与内存性能测试

处理器与内存性能测试

处理器与内存性能测试

处理器与内存性能测试

处理器与内存性能测试

处理器与内存性能测试

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