国产龙芯究竟水平如何?

谈到“中国芯”,很多人第一个反应就会是龙芯。

自2000年开始研发到现在,龙芯已经有十五年的历史。虽然媒体不时会报道一些关于龙芯的消息,但由于市面上难以见到实物,外界对它的了解实在少得可怜。从立项开始,龙芯的研发单位中科院计算所就立志要做到世界一流水平的CPU;那么在2015年的今天,他们的产品究竟达到了什么水平呢?

我们先了解一些背景知识:龙芯是中科院计算所龙芯项目组研发,兼容MIPS指令集,具备完全自主知识产权的CPU系列。龙芯分1号、2号、3号三大产品线,分别对应超低功耗嵌入式芯片、低功耗SoC与主流PC、服务器CPU几大目标市场。目前代表龙芯最强水平的型号是龙芯3B-1500 CPU,有8个核心,32nm制造工艺,主频1.2GHZ;其次是四核心的龙芯3A 1.2GHZ。

因为使用的MIPS指令集与主流的x86、ARM不同,龙芯平台无法直接运行大多数常见的性能测试集;加上产品没有大量上市、用户稀少等原因,媒体、评测机构不太容易了解它的实际性能表现。所幸计算所公开了一些内部性能测试数据,我们得以从中分析龙芯的实力。

计算所使用的测试软件是专业领域常用的跨平台测试集SPEC CPU 2000。很多主流CPU都有SPEC跑分成绩可查,为我们的对比带来了便利。

首先我们来看看SPEC_int测试。这项测试考察CPU的单线程整数运算能力,关系到一般用户常用应用的性能表现。参与对比的是龙芯3B-1500 1.2GHZ、Apple A8 1.4GHZ、ARM Cortex A57 1.7GHZ和Intel Core i7 4770 4GHZ。

龙芯的表现相当凄惨,成绩只有A57的一半多点。换句话说在常见的单线程整数应用中,主流旗舰手机都可以轻松秒杀龙芯3B。

接着是多线程测试SPEC_int rate。计算所只提供了四核心版本的龙芯3A的多核测试分数,我们找到了一款老版四核i7 965 3.2G的成绩来做比较。

Core i7 965的主频不到龙芯3A的3倍,但是多线程整数性能是后者7倍多。现在主流的新一代Core系列CPU的性能更强,可见龙芯的差距多大。就算8核心的龙芯3B的性能达到3A的两倍,也远远不及主流的PC CPU。

SPEC测试离我们普通用户还是比较远,而且这种测试中CPU厂商可以手动调节测试代码来优化性能,类似的优化手段却不一定能对主流应用生效。在计算所的一篇论文中我们找到了龙芯3A运行常见的JS测试Sunspider的成绩,来看看它和主流设备差距多大:

结果十分惊人:龙芯的性能只有iPhone 6使用的A8芯片的十分之一不到。

光谈性能是不够的,芯片的功耗也是一项重要指标。计算所给出了一项数据:8核心、32nm工艺的龙芯3B典型功耗约30w。相比其孱弱的性能,30w的功率实在显得太高了。

现在的龙芯是什么能耐,想必诸位已经心里有数了。面向服务器开发的龙芯3B实际表现还不如主流手机,这就是计算所面对的残酷现实。目前的龙芯产品在主流市场可以说毫无竞争力,所谓取代进口芯片更是痴心妄想。

所幸龙芯的研发单位已经意识到了自家产品与对手的巨大差距,并在努力追赶。根据计算所的公开信息,性能提升数倍的下一代龙芯最快将于年底面世,预计至少达到AMD的技术水平。如果计划能按时完成,基于龙芯核心的PC就可以满足党政机关的基本办公需求,开始在政府单位大面积推广。这对龙芯来说是非常诱人的前景。

当然,未来龙芯能做出什么成绩完全取决于他们有多强的实力。过去龙芯项目组总是喜欢吹牛、好高骛远,结果实际产品表现极差,惹人笑话。如果计算所扔掉不切实际的幻想,踏实做事,龙芯还是可以在市场上分一杯羹的;否则它只会像过去那些失败的国产品牌一样走入历史被人遗忘,后人提起来也不过是茶余饭后的谈资罢了。

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