能效？性能？一个关于Windows下使用openssl speed进行速度测试的诡异问题

问题描述

最近的某个软件用到了openssl，所以就想着测试一下速度。我的电脑是惠普的，CPU是AMD Ryzen 7 PRO 6850HS，系统是Win11。我使用openssl自带的speed测试加密/解密的速度，命令大致如下：

openssl speed -evp aes-128-gcm

结果诡异的问题就出现了。结果显示，最佳能效模式的速度比最佳性能的速度还快，快了接近一倍，而且最佳能效模式下面显示的结果跟这个命令的说明不符。初步推测是因为计时的错误导致的问题。在这里记录一下，后面有时间看看具体是什么原因。

我用MSYS2使用pacman安装的预编译的openssl-3.3.0和在Cygwin下面自己编译的openssl-3.3.0(我自己编译的版本使用的优化级别是-O3，预编译的是-O2），但是这个问题都出现了。结果见下图，所有的图片里面，上面的一次测试是在最佳能效模式下测试的，下面的一次测试是在最佳性能模式下测试的。

Cygwin下测试aes-128-gcm
Cygwin下测试aes-256-gcm

MSYS2下测试aes-128-gcm
MSYS2下测试aes-256-gcm

WSL测试

关于为什么我说是这个诡异的问题是计时错误导致的。因为这个命令输出里面说是测试3 s内针对不同长度的数据加解密多少次，但是最后统计出来的时间并不是3 s，在不同性能模式下，统计的时间长度不一样。最佳性能模式下，时长比最佳能效模式下得到的时长更长。
$$速度=\frac{加密（解密）循环\ast 数据长度}{时间}$$
如此算来，就算是能效模式CPU频率低，但是分母小了，所以得到的速度反而更快了。

在同一个设备下，用WSL进行测试（虽然虚拟机存在一定损耗，但是无论是最佳能效还是最佳性能模式都有损耗），发现没有出现这个问题，无论在什么模式下，最终输出中的时长都是3 s左右，且最佳性能模式下，加密/解密速度比最佳能效模式下快，这也符合我们的预期。结果见下图。

WSL(Debian 12)下测试aes-128-gcm WSL(Debian 12)下测试aes-128-gcm