VirtualBox他のベンチマークテスト

この記事は 鈴鹿高専 Advent Calendar 2019 にも登録しました。

なんで仮想マシン比べっこをしようと思ったのか

　ベンチ結果だけ見たい方は本題まで飛ばしてください。
　2019年度から私が在学する高専の実験室PCが Windows + Scientific Linux のデュアルブートから Windows in VirtualBox の仮想マシン運用に変更になりました。（SLはサポート終了のためUbuntu Desktop）
　授業や実験で使用するためWindowsとUnixの両環境が必要です。
　技術職員の方に直接聞いたわけではないですが、VirtualBoxの選定理由としては

• 無料
• 学生個人のPC上にも環境を作成できる
• 学生が間違えて環境を破壊しても学生自身で簡単に復元できる
• メンテナンスが容易

こんな感じかなと思います。
　実際使ってみたところ、動作もスムーズで何の問題もありません。
　ただ、VirtualBoxはほかの仮想マシンに比べて遅いというのもよく聞きます。機械学習とかで顕著に差が出るかもしれません。
　そこで今回はUnixBenchでどれだけ遅いのか確認してみます。

対象仮想化環境

ここからが本題
以下6つの環境を比べっこしました。

1. VirtualBox 6.0
2. VMware Player 15.5.1
3. WSL
4. Docker for Windows 2.1.0.4
5. Hyper-V
6. 実機（参考）

きりがなくなるので環境ごとのチューニングは行っていません。デフォルトのままベンチマークをとります。

ベンチマーク条件

マシンはや条件は以下の通り

ホストOS	Windows10 Pro ver.1909 64bit
ゲストOS	Ubuntu 18.04.3 Desktop版
CPU	Intel Core i5-4300U
RAM	8GB (Dual Channel)
ディスク	mSATA SSD
ただしWSLに関してはMicrosoftStoreのイメージ、Dockerはdocker pull ubuntu:18.04で降ってきたイメージを使用しました。（当然Desktop版ではないです）

ベンチマークソフトはUnixBench 5.1を使いました。
時間短縮のために以下のベンチを1Coreで3回平均を計測しました。

• Dhrystone（CPU性能依存）
• Pipe Throughput（OS,CPU性能依存）
• System Call Overhead（OS,CPU性能依存）
• File Copy 256 bufsize（OS,ディスク性能依存）
• File Copy 4096 bufsize（OS,ディスク性能依存）

各ベンチの詳細は『UnixBenchでベンチマーク (IDCFテックブログ) 』がわかりやすいです。

ベンチマーク結果

演算速度と読み書き速度で分けます

演算速度

1秒間に何回処理できたか [ Instructions Per Second ]

	Dhrystone	Pipe	Overhead
Virtualbox	4184191.2	472103.4	590836.4
Vmware	33836598.5	1034379.2	763780.3
WSL	34550185.7	266246.9	285900.8
Docker	29144076.9	909239.1	589965.1
Hyper-v	34252477.3	1019804.3	774552.3
実機（参考）	34644970.6	1088138.4	796282.7

読み書き速度

単位はMbps

||File Copy 256|File Copy 4096|
|:--|--:|--:|--:|
|Virtualbox|71750|970279|
|Vmware|193158|1782309|
|WSL|27106|331243|
|Docker|150723|1553828|
|Hyper-v|191226|1897577|
|実機（参考）|195891|2039428|

考察＆結論

VirtualBoxは遅いけど手軽。Dhrystonegaが極端に低いのはチューニングすれば改善するらしい
Vmwareは速い。さすが仮想化市場トップランナー
WSLはI/Oが残念。WSL2に期待
Docker for Windows は普通。不具合が多い気がする
Hyper-Vも速い。さすがハイパーバイザー型
結論としては、学校のVirtualBox導入は正解だと思います。技術職員の方々、いつもありがとうございます。