Virtualizačné prostredia sú pre používateľov počítačov Mac horúcou komoditou od chvíle, keď spoločnosť Apple začala vo svojich počítačoch používať procesory Intel. Ešte pred príchodom Intelu bol dostupný emulačný softvér, ktorý používateľom Macu umožňoval spúšťať Windows a Linux.
Emulace však bola pomalá a využívala abstraktnú vrstvu na preklad programovacieho kódu x86 do kódu používaného architektúrou PowerPC starších počítačov Mac. Táto vrstva abstrakcie sa musela preložiť nielen pre typ CPU, ale aj pre všetky hardvérové komponenty. V podstate abstrakcia musela vytvoriť softvérové ekvivalenty grafických kariet, pevných diskov, sériových portov atď. Výsledkom bolo emulačné prostredie, ktoré mohlo bežať Windows alebo Linux, ale bolo výrazne obmedzené vo výkone a operačných systémoch, ktoré bolo možné použiť..
S príchodom rozhodnutia spoločnosti Apple používať procesory Intel bola celá potreba emulácie zmietnutá. Na jeho miesto prišla možnosť spúšťať ďalšie OS priamo na Intel Mac. Ak chcete spustiť Windows priamo na Macu ako možnosť pri zavádzaní, môžete použiť Boot Camp, aplikáciu, ktorú Apple poskytuje ako praktický spôsob inštalácie Windowsu v prostredí s viacerými bootmi.
Mnoho používateľov však potrebuje spôsob, ako spustiť Mac OS a druhý OS súčasne. Parallels a neskôr VMWare a Sun priniesli túto schopnosť na Mac s virtualizačnou technológiou. Koncepcia virtualizácie je podobná emulácii, ale keďže počítače Mac s procesorom Intel používajú rovnaký hardvér ako štandardné počítače, nie je potrebné vytvárať v softvéri vrstvu hardvérovej abstrakcie. Namiesto toho môže softvér Windows alebo Linux bežať priamo na hardvéri, čím sa dosiahne rýchlosť, ktorá môže byť takmer taká vysoká, ako keby bol na počítači spustený hosťujúci OS.
A to je otázka, na ktorú sa snažia odpovedať naše porovnávacie testy. Spĺňajú traja hlavní hráči vo virtualizácii na počítačoch Mac – Parallels Desktop pre Mac, VMWare Fusion a Sun VirtualBox – sľub takmer prirodzeného výkonu?
Hovoríme „takmer prirodzené“, pretože všetky virtualizačné prostredia majú určitú réžiu, ktorej sa nemožno vyhnúť. Keďže virtuálne prostredie beží v rovnakom čase ako „vstavaný“OS (OS X, teraz macOS), musí existovať zdieľanie hardvérových prostriedkov. OS X musí tiež poskytovať niektoré služby virtualizačnému prostrediu, ako napríklad okná a základné služby. Kombinácia týchto služieb a zdieľania zdrojov má tendenciu obmedzovať, ako dobre môže virtualizovaný operačný systém fungovať.
Aby sme odpovedali na otázku, vykonáme benchmarkové testy, aby sme zistili, ako dobre fungujú tri hlavné virtualizačné prostredia so systémom Windows.
Testovacia metóda
Tom Nelson. Lifewire, 2016.
Budeme používať dve rôzne populárne testovacie súpravy pre rôzne platformy. Prvý, CineBench 10, vykonáva reálny test procesora počítača a schopnosti jeho grafickej karty vykresľovať obrázky. Prvý test využíva CPU na vykreslenie fotorealistického obrazu pomocou CPU náročných výpočtov na vykreslenie odrazov, zatemnenia okolia, osvetlenia a tieňovania oblasti a ďalších. Test sa vykonáva s jedným CPU alebo jadrom a potom sa opakuje s použitím všetkých dostupných CPU a jadier. Výsledkom je referenčný stupeň výkonu pre počítač s jedným procesorom, stupeň pre všetky procesory a jadrá a údaj o tom, ako dobre sú využité viaceré jadrá alebo procesory.
Druhý test CineBench hodnotí výkon grafickej karty počítača pomocou OpenGL na vykreslenie 3D scény, zatiaľ čo sa v scéne pohybuje kamera. Tento test určuje, ako rýchlo dokáže grafická karta fungovať pri stále presnom vykreslení scény.
Druhou testovacou súpravou je GeekBench 2.1.4, ktorý testuje výkon procesora v celom čísle a s pohyblivou rádovou čiarkou, testuje pamäť pomocou jednoduchého testu výkonu pri čítaní/zápise a vykonáva test streamov, ktorý meria trvalú šírku pásma pamäte. Výsledky sady testov sa skombinujú, aby sa vytvorilo jediné skóre GeekBench. Rozdelíme tiež štyri základné testovacie sady (Integer Performance, Floating-Point Performance, Memory Performance a Stream Performance), aby sme mohli vidieť silné a slabé stránky každého virtuálneho prostredia.
GeekBench používa referenčný systém založený na PowerMac G5 @1,6 GHz. Skóre GeekBench pre referenčné systémy sú normalizované na 1 000. Akékoľvek skóre vyššie ako 1 000 znamená, že počítač funguje lepšie ako referenčný systém.
Keďže výsledky oboch benchmarkových balíkov sú trochu abstraktné, začneme definovaním referenčného systému. V tomto prípade bude referenčným systémom hostiteľský Mac, ktorý sa používa na spustenie troch virtuálnych prostredí (Parallels Desktop pre Mac, VMWare Fusion a Sun Virtual Box). Spustíme obe sady benchmarkov na referenčnom systéme a použijeme tento údaj na porovnanie výkonnosti virtuálnych prostredí.
Všetky testy sa vykonajú po novom spustení hostiteľského systému aj virtuálneho prostredia. V hostiteľskom aj virtuálnom prostredí budú všetky antimalvérové a antivírusové aplikácie zakázané. Všetky virtuálne prostredia budú spustené v štandardnom okne OS X, pretože ide o najbežnejšiu metódu používanú vo všetkých troch prostrediach. V prípade virtuálnych prostredí nebudú spustené žiadne iné používateľské aplikácie okrem benchmarkov. V hostiteľskom systéme, s výnimkou virtuálneho prostredia, nebudú spustené žiadne používateľské aplikácie okrem textového editora, aby si mohli robiť poznámky pred a po testovaní, ale nikdy počas samotného testovacieho procesu.
Výsledky porovnávania pre hostiteľský systém Mac Pro
Tom Nelson. Lifewire, 2016.
Systém, ktorý bude hostiť tri virtuálne prostredia (Parallels Desktop pre Mac, VMWare Fusion a Sun VirtualBox) je edícia Mac Pro z roku 2006:
Mac Pro (2006)
- Dva dvojjadrové procesory 5160 Zeon (celkom 4 jadrá) @ 3,00 GHz
- 4 MB na jadro L2 cache RAM (celkovo 16 MB)
- 6 GB RAM pozostávajúca zo štyroch 1 GB modulov a štyroch 512 MB modulov. Všetky moduly tvoria páry.
- 1,33 GHz predná zbernica
- Grafická karta NVIDIA GeForce 7300 GT
- Dva 500 GB pevné disky Samsung F1 Series. OS X a virtualizačný softvér sú umiestnené na spúšťacej jednotke; hosťujúce OS sú uložené na druhej jednotke. Každý disk má svoj vlastný nezávislý kanál SATA 2.
Výsledky testov GeekBench a CineBench na hostiteľskom Macu Pro by mali poskytnúť praktickú hornú hranicu výkonu, ktorú by sme mali vidieť z ktoréhokoľvek z virtuálnych prostredí. Ako už bolo povedané, chceme zdôrazniť, že je možné, aby virtuálne prostredie prekonalo výkon hostiteľa v akomkoľvek jedinom teste. Virtuálne prostredie môže mať prístup k základnému hardvéru a obísť niektoré vrstvy OS X. Je tiež možné, že sady benchmarkových testov sa dajú oklamať systémom ukladania výkonu do vyrovnávacej pamäte zabudovaným do virtuálnych prostredí a dosahujú výsledky, ktoré výrazne presahujú potenciálny výkon.
Porovnávacie skóre
GeekBench 2.1.4
- Skóre GeekBench: 6830
- Celé číslo: 6799
- Plávajúca desatinná čiarka: 10786
- Pamäť: 2349
- Stream: 2057
CineBench R10
- Vykresľovanie, jeden procesor: 3248
- Vykresľovanie, 4 CPU: 10470
- Efektívne zrýchlenie z jedného na všetky procesory: 3,22
- Tieňovanie (OpenGL): 3249
Podrobné výsledky benchmarkových testov sú k dispozícii v galérii Virtualization Benchmark Test.
Výsledky porovnávania pre Parallels Desktop pre Mac 5
Tom Nelson. Lifewire, 2016.
Použili sme najnovšiu verziu Parallels (Parallels Desktop pre Mac 5.0). Nainštalovali sme nové kópie Parallels, Windows XP SP3 a Windows 7. Na testovanie sme si vybrali tieto dva operačné systémy Windows, pretože si myslíme, že Windows XP predstavuje veľkú väčšinu súčasných inštalácií Windows v OS X a že v budúcnosti bude Windows 7 najbežnejší hosťujúci OS bežiaci na Macu.
Pred začatím testovania sme skontrolovali a nainštalovali všetky dostupné aktualizácie pre virtuálne prostredie aj pre dva operačné systémy Windows. Keď bolo všetko aktuálne, nakonfigurovali sme virtuálne stroje Windows tak, aby používali jeden procesor a 1 GB pamäte. Vypli sme Parallels a zakázali Time Machine a všetky spúšťacie položky na Macu Pro, ktoré nie sú potrebné na testovanie. Potom sme reštartovali Mac Pro, spustili Parallels, spustili jedno z prostredí Windows a vykonali sme dve sady benchmarkových testov. Po dokončení testov sme skopírovali výsledky do Macu na neskoršie použitie.
Potom sme zopakovali reštart a spustenie Parallels pre benchmarkové testy druhého operačného systému Windows.
Nakoniec sme zopakovali vyššie uvedenú sekvenciu s hosťujúcim OS nastaveným na používanie 2 a potom 4 CPU.
Porovnávacie skóre
GeekBench 2.1.4
- Windows XP SP3 (1, 2, 4 CPU): 2185, 3072, 4377
- Windows 7 (1, 2, 4 CPU): 2223, 2980, 4560
CineBench R10
- Windows XP SP3
- Vykresľovanie (1, 2, 4 CPU): 2724, 5441, 9644
- Tieňovanie (OpenGL) (1, 2, 4 CPU): 1317, 1317, 1320
CineBench R10
- Windows 7
- Vykresľovanie (1, 2, 4 CPU): 2835, 5389, 9508
- Tieňovanie (OpenGL) (1, 2, 4 CPU): 1335, 1333, 1375
Parallels Desktop pre Mac 5.0 dokončil všetky benchmarkové testy. GeekBench zaznamenal len malé rozdiely vo výkone medzi Windows XP a Windows 7, čo sme očakávali. GeekBench sa sústreďuje na testovací procesor a výkon pamäte, takže očakávame, že bude dobrým indikátorom základného výkonu virtuálneho prostredia a toho, ako dobre sprístupňuje hardvér hostiteľského Macu Pro hosťujúcim OS.
Test vykresľovania CineBench tiež ukázal konzistentnosť medzi dvoma operačnými systémami Windows. Opäť sa to dá očakávať, pretože test vykresľovania značne využíva procesory a šírku pásma pamäte, ako to vidia hosťujúce OS. Test tieňovania je dobrým indikátorom toho, ako dobre každé virtuálne prostredie implementovalo svoj ovládač videa. Na rozdiel od zvyšku hardvéru Macu nie je grafická karta sprístupnená priamo virtuálnym prostrediam. Je to preto, že grafická karta sa musí nepretržite starať o zobrazenie pre hostiteľské prostredie a nemôže byť presmerovaná na zobrazenie iba hosťujúceho prostredia. Platí to aj vtedy, ak virtuálne prostredie ponúka možnosť zobrazenia na celú obrazovku.
Podrobné výsledky benchmarkových testov sú k dispozícii v galérii Virtualization Benchmark Test.
Výsledky porovnávania pre VMWare Fusion 3.0
Tom Nelson. Lifewire, 2016.
Použili sme najnovšiu verziu VMWare Fusion (Fusion 3.0). Nainštalovali sme nové kópie Fusion, Windows XP SP3 a Windows 7. Na testovanie sme si vybrali tieto dva operačné systémy Windows, pretože si myslíme, že Windows XP predstavuje veľkú väčšinu súčasných inštalácií Windows v OS X a že v budúcnosti bude Windows 7 najbežnejší hosťujúci OS bežiaci na Macu.
Pred začatím testovania sme skontrolovali a nainštalovali všetky dostupné aktualizácie pre virtuálne prostredie aj pre dva operačné systémy Windows. Keď bolo všetko aktuálne, nakonfigurovali sme virtuálne stroje Windows tak, aby používali jeden procesor a 1 GB pamäte. Vypli sme Fusion a zakázali Time Machine a všetky spúšťacie položky na Macu Pro, ktoré nie sú potrebné na testovanie. Potom sme reštartovali Mac Pro, spustili Fusion, spustili jedno z prostredí Windows a vykonali sme dve sady benchmarkových testov. Po dokončení testov sme výsledky skopírovali do Macu na neskoršie použitie.
Potom sme zopakovali reštart a spustenie Fusion pre benchmarkové testy druhého operačného systému Windows.
Nakoniec sme zopakovali vyššie uvedenú sekvenciu s hosťujúcim OS nastaveným na používanie 2 a potom 4 CPU.
Porovnávacie skóre
GeekBench 2.1.4
- Windows XP SP3 (1, 2, 4 CPU):, 3252, 4406
- Windows 7 (1, 2, 4 CPU): 2388, 3174, 4679
CineBench R10
- Windows XP SP3
- Vykresľovanie (1, 2, 4 CPU): 2825, 5449, 9941
- Tieňovanie (OpenGL) (1, 2, 4 CPU): 821, 821, 827
CineBench R10
- Windows 7
- Vykresľovanie (1, 2, 4 CPU): 2843, 5408, 9657
- Tieňovanie (OpenGL) (1, 2, 4 CPU): 130, 130, 124
Narazili sme na problémy s Fusion a benchmarkovými testami. V prípade Windows XP s jedným procesorom GeekBench hlásil výkon pamäťového toku rýchlosťou vyššou ako 25-násobok rýchlosti hostiteľského Macu Pro. Tento nezvyčajný výsledok pamäte zvýšil skóre GeekBench pre verziu Windows XP s jedným procesorom na 8148. Po mnohonásobnom opakovaní testu a získaní podobných výsledkov sme sa rozhodli označiť test za neplatný a považovať ho za problém interakcie medzi benchmarkovým testom Fusion a Windows XP. Najlepšie, ako vieme, pre konfiguráciu jedného CPU Fusion nenahlásil správnu hardvérovú konfiguráciu aplikácii GeekBench. GeekBench a Windows XP však fungovali bezchybne s dvomi alebo viacerými vybranými procesormi.
Problém sme mali aj s Fusion, Windows 7 a CineBench. Keď sme spustili CineBench pod Windowsom 7, hlásilo to generickú grafickú kartu ako jediný dostupný grafický hardvér. Aj keď generická grafická karta bola schopná spustiť OpenGL, robila to závratnou rýchlosťou. Môže to byť dôsledok toho, že hostiteľský Mac Pro má starú grafickú kartu NVIDIA GeForce 7300. Systémové požiadavky Fusion naznačujú modernejšiu grafickú kartu. Zistili sme však, že je zaujímavé, že pod Windows XP prebehol test tieňovania CineBench bez problémov.
Okrem dvoch vrtochov uvedených vyššie bol výkon Fusion na rovnakej úrovni, ako sme očakávali od dobre navrhnutého virtuálneho prostredia.
Podrobné výsledky benchmarkových testov sú k dispozícii v galérii Virtualization Benchmark Test.
Výsledky porovnávania pre Sun VirtualBox
Tom Nelson. Lifewire, 2016.
Použili sme najnovšiu verziu Sun VirtualBox (VirtualBox 3.0). Nainštalovali sme nové kópie VirtualBox, Windows XP SP3 a Windows 7. Na testovanie sme si vybrali tieto dva operačné systémy Windows, pretože si myslíme, že Windows XP predstavuje veľkú väčšinu súčasných inštalácií Windows v OS X a že v budúcnosti bude Windows 7 najbežnejší hosťujúci OS bežiaci na Macu.
Pred začatím testovania sme skontrolovali a nainštalovali všetky dostupné aktualizácie pre virtuálne prostredie aj pre dva operačné systémy Windows. Keď bolo všetko aktuálne, nakonfigurovali sme virtuálne stroje Windows tak, aby používali jeden procesor a 1 GB pamäte. Vypli sme VirtualBox a zakázali Time Machine a všetky spúšťacie položky na Macu Pro, ktoré nie sú potrebné na testovanie. Potom sme reštartovali Mac Pro, spustili VirtualBox, spustili jedno z prostredí Windows a vykonali dve sady benchmarkových testov. Po dokončení testov sme výsledky skopírovali do Macu na neskoršie použitie.
Potom sme zopakovali reštart a spustenie Fusion pre benchmarkové testy druhého operačného systému Windows.
Nakoniec sme zopakovali vyššie uvedenú sekvenciu s hosťujúcim OS nastaveným na používanie 2 a potom 4 CPU.
Porovnávacie skóre
GeekBench 2.1.4
- Windows XP SP3 (1, 2, 4 CPU): 2345,,
- Windows 7 (1, 2, 4 CPU): 2255, 2936, 3926
CineBench R10
- Windows XP SP3
- Vykresľovanie (1, 2, 4 CPU): 7001,,
- Tieňovanie (OpenGL) (1, 2, 4 CPU): 1025,,
CineBench R10
- Windows 7
- Vykresľovanie (1, 2, 4 CPU): 2570, 6863, 13344
- Tieňovanie (OpenGL) (1, 2, 4 CPU): 711, 710, 1034
Sun VirtualBox a naše testovacie aplikácie narazili na problém so systémom Windows XP. Konkrétne, GeekBench aj CineBench nedokázali vidieť viac ako jeden procesor bez ohľadu na to, ako sme nakonfigurovali hosťujúci OS.
Keď sme testovali Windows 7 pomocou GeekBench, všimli sme si, že využitie viacerých procesorov bolo nedostatočné, čo malo za následok najnižšie skóre pre konfigurácie 2 a 4 CPU. Výkon jedného procesora sa zdal byť na úrovni ostatných virtuálnych prostredí.
CineBench tiež nedokázal vidieť viac ako jeden procesor pri spustení systému Windows XP. Test vykresľovania pre verziu Windows XP s jedným procesorom priniesol jeden z najrýchlejších výsledkov, ktorý prekonal aj samotný Mac Pro. Skúsili sme test zopakovať niekoľkokrát; všetky výsledky boli v rovnakom rozmedzí. Myslíme si, že je bezpečné pripísať výsledky vykresľovania na jednom CPU v systéme Windows XP na problém s VirtualBoxom a tým, ako využíva CPU.
Zaznamenali sme tiež zvláštny nárast výsledkov vykresľovania pri testoch 2 a 4 CPU so systémom Windows 7 a v každom prípade sa rýchlosť vykresľovania viac ako zdvojnásobila pri prechode z 1 na 2 CPU a z 2 na 4 CPU. Tento typ zvýšenia výkonu je nepravdepodobný a ešte raz to pripíšeme implementácii podpory viacerých procesorov VirtualBoxom.
Vzhľadom na všetky problémy s testovaním VirtualBox benchmark, jedinými platnými výsledkami testov môžu byť výsledky pre jeden procesor v systéme Windows 7.
Podrobné výsledky benchmarkových testov sú k dispozícii v galérii Virtualization Benchmark Test.
Výsledky
Po vykonaní všetkých benchmarkových testov je čas vrátiť sa k našej pôvodnej otázke.
Spĺňajú traja hlavní hráči vo virtualizácii na počítačoch Mac (Parallels Desktop pre Mac, VMWare Fusion a Sun VirtualBox) prísľub takmer prirodzeného výkonu?
Odpoveď je zmiešaná taška. Žiadny z kandidátov na virtualizáciu v našich testoch GeekBench nedokázal zmerať výkon hostiteľského Macu Pro. Najlepší výsledok zaznamenal Fusion, ktorý dokázal dosiahnuť takmer 68,5 % výkonu hostiteľa. Parallels tesne zaostali na úrovni 66,7 %. Vzadu sa umiestnil VirtualBox s 57,4 %.
Keď sme sa pozreli na výsledky aplikácie CineBench, ktorá využíva reálnejší test na vykresľovanie obrázkov, boli veľmi blízko skóre hostiteľa. Fusion bol opäť na vrchole testov vykresľovania a dosiahol 94,9% výkonu hostiteľa. Nasledovali paralely na 92,1 %. VirtualBox nedokázal spoľahlivo dokončiť test vykresľovania, čím ho vyradil z sporu. V jednej iterácii testu vykresľovania VirtualBox oznámil, že fungoval o 127,4 % lepšie ako hostiteľ, zatiaľ čo v iných nebolo možné spustiť ani dokončiť.
Test tieňovania, ktorý zisťuje, ako dobre funguje grafická karta pomocou OpenGL, dopadol najhoršie spomedzi všetkých virtuálnych prostredí. Najlepšie sa darilo Parallels, ktoré dosiahli 42,3 % schopností hostiteľa. VirtualBox bol druhý s 31.5 %; Fusion sa umiestnil na treťom mieste s 25,4 %.
Výber celkového víťaza je niečo, čo necháme na koncového používateľa. Každý produkt má svoje plusy a mínusy a v mnohých prípadoch sú referenčné čísla tak blízko, že opakovanie testov by mohlo zmeniť poradie.
Skóre benchmarkových testov ukazujú, že všeobecne platí, že schopnosť využívať grafickú kartu je to, čo bráni virtuálnemu prostrediu, aby bolo úplnou náhradou za vyhradený počítač. Ako už bolo povedané, modernejšia grafická karta, ako máme tu, by mohla priniesť vyššie hodnoty výkonu v teste tieňovania, najmä pre Fusion, ktorého vývojár navrhuje výkonnejšie grafické karty na dosiahnutie najlepších výsledkov.
Všimnete si, že niektoré kombinácie testov (virtuálne prostredie, verzia Windows a benchmarkový test) vykazovali problémy, buď nerealistické výsledky, alebo neúspešné dokončenie testu. Tieto typy výsledkov by sa nemali používať ako indikátory problémov s virtuálnym prostredím. Benchmark testy sú neobvyklé aplikácie, ktoré sa pokúšajú spustiť vo virtuálnom prostredí. Sú určené na meranie výkonu fyzických zariadení, ku ktorým im virtuálne prostredie nemusí umožniť prístup. Nejedná sa o zlyhanie virtuálneho prostredia a pri používaní v reálnom svete sme nezaznamenali problémy s veľkou väčšinou Windows aplikácií bežiacich pod virtuálnym systémom.
Všetky virtuálne prostredia, ktoré sme testovali (Parallels Desktop pre Mac 5.0, VMWare Fusion 3.0 a Sun VirtualBox 3.0) poskytujú vynikajúci výkon a stabilitu pri každodennom používaní a mali by byť schopné slúžiť ako vaše primárne prostredie Windows po väčšinu dňa -bežné aplikácie.
