國產自研晶片新時代 龍芯A4000評測

2020-01-12T20:38:26+00:00

龍芯3A4000主機測試平台:龍芯3A4000處理器是一款四核心處理器,我們測試主機里的這顆CPU基礎頻率為1.8GHz,最大頻率可提升至2.0GHz,內存DDR4 2400 8G * 2,顯存16位DDR3 128MB,硬碟128G固態硬碟,其橋片是龍芯自研的7A1000橋片。

近兩年,國產IC產業一直備受業內外人士的關注,在商用領域國產自研晶片、國產自研系統的聲勢愈發浩大,龍芯中科作為國產自研處理器技術領先者和供應商,近日給我們帶來了新一代處理器架構產品:龍芯3A4000處理器。

龍芯 3A4000產品綜述|圖片|參數|報價|點評


龍芯3A4000


01 龍芯3A4000介紹

龍芯3A4000處理器使用了28nm工藝,擁有4顆核心,與上代3A3000保持一致,在頻率上龍芯3A4000處理器睿頻至2.0GHz頻率,3A3000則為1.5GHz,頻率提升了0.5GHz。此外架構龍芯3A4000處理器升級為了GS464V,支持MIPS64指令集,並且在原只有500條MIPS64指令數基礎上,自行擴展了1000多條。

整體看來與上一代3A3000相比,龍芯3A4000處理器除了性能上會有大幅提升,更在安全和加密上做了升級和優化,內置增加安全模塊,並且支持多種加解密算法。


龍芯3A4000主機樣品

因為龍芯3A4000處理器是國產自研晶片,面向商用領域,所以本身與市面上消費級市場主流的美系AMD和英特爾平台並不兼容,需要使用龍芯7A2000晶片組的專用主板與之適配。此外龍芯3A4000處理器也不兼容基於X86架構體系的Windows系統,龍芯3A4000處理器使用的是升級的GS464V架構,需要使用基於LINUX內核的適配系統才能使用。

而這次我們測試龍芯3A4000處理器使用的系統,是還在內測中的UOS統一作業系統(UOS是系統代號,本文將統一用UOS系統),基於LINUX內核,目前UOS系統已經對龍芯3A4000處理器做了適配。


UOS系統

雖然還在測試階段,但UOS系統卻擁有巨大的潛力,這是由多家國內作業系統核心企業自願發起並研發完善的安全、易用、穩定的作業系統產品,意義重大。除了龍芯中科之外的其他國內自研晶片廠商也將會對UOS系統適配和支持,意味著國內硬體行業和軟體行業將完成統一和整合,這將極大推動國產IC產業的發展和進步。


UOS系統

目前龍芯中科除了新發布的3A4000處理器,其餘的一些型號已完成和UOS系統的兼容適配,全面適配龍芯桌面電腦、伺服器。

02 龍芯3A4000測試

這次有機會拿到剛剛發布的龍芯3A4000,我們用龍芯3A3000與龍芯3A4000進行了對比。


龍芯3A4000主機

測試平台:

龍芯3A4000處理器是一款四核心處理器,我們測試主機里的這顆CPU基礎頻率為1.8GHz,最大頻率可提升至2.0GHz,內存DDR4 2400 8G * 2,顯存16位DDR3 128MB,硬碟128G固態硬碟,其橋片是龍芯自研的7A1000橋片。


龍芯3A4000主機配置

測試項目:

我們這次評測的項目有5項:WPS三件套測試,圖片視頻打開速度以及7.Zip的解壓縮對比測試,最後就是Web網頁測試和SPEC2006測試。

WPS三件套測試:

在WPS三件套測試中,我們使用10MB以上文檔、20MB以上表格以及 300MB以上PPT來測試龍芯3A4000和龍芯3A3000處理器的打開速度。


WPS三件套測試

在打開10MB以上文檔兩個處理器沒有什麼速度差距,均在1秒以內,不過筆者肉眼還是能感覺到龍芯3A4000的主機更流暢和迅速一些。而20MB以上表格的打開速度兩者之間的差距開始顯現,龍芯3A4000對比3A3000提升了1秒多,在300MB以上PPT打開速度上差距就更大了,速度對比提升有3秒之多,但是其實不管使用龍芯3A4000還是龍芯3A3000,日常辦公都可以流暢進行,沒有什麼瓶頸存在。

圖片視頻打開測試:

除了辦公文檔,我們接下來測試一下兩款處理器的視頻打開速度和圖片打開速度。


圖片視頻打開速度

在這三項測試中,龍芯3A4000處理器依舊占據了絕對的優勢,比起龍芯3A3000反應更快,同時也告訴我們這兩款處理器視圖和影音也都沒有問題,而且不管是視圖軟體還是視頻軟體又或者是辦公軟體linux都有Windows系統相對應的產品,如OFFICE對應的WPS,不用擔心不能使用和操作的問題。

7.Zip解壓測試:

7.Zip大家應該不陌生了,這是一款很流行的解壓軟體,在Windows系統也經常見到,有一點要注意UOS沒有對 7.Zip進行預裝,我們使用搭載了龍芯3A4000處理器筆記本,系統是LOONGNIX,頻率也只有1.5GHz,龍芯3A3000主機則換了中標麒麟系統。

我們打開終端後輸入命令LSCPU,接下來在連續在輸入nuame-r和7z a就可以開始跑分,龍芯3A4000和龍芯3A3000的測試結果如下。


龍芯3A3000 龍芯3A4000

對比龍芯3A3000的3709分,龍芯3A4000主頻1.5GHz的跑分為5470,提升幅度約47%,分數提升非常可觀, 7.Zip是大家日常最常用的應用之一,雖然不能全面反應處理器性能,但卻可以表現處理器效能,毫無疑問,龍芯3A 4000對比上一代的效率提升很大,而如果是2.0GHz頻率的龍芯3A 4000還會更恐怖。

Principled Technologies WebXPRT 3測試:

雖然軟體測試上,龍芯3A4000平台的UOS系統還沒有支持太多,但是網頁測試卻沒有受到限制,Windows系統能使用的網頁測試UOS系統也可以使用,我們使用的是Principled Technologies WebXPRT 3測試,它能夠體現所有支持Web的設備性能。

測試的瀏覽器是UOS系統內置的瀏覽器,基於Chromium內核,這是一個開源核心,很多瀏覽器都在使用。


龍芯3A3000 龍芯3A4000

這個Web網頁測試它包含六個用於鏡像日常任務的基於HTML5和JavaScript 的場景,在這項測試中,龍芯3A4000處理器依舊實現了對上代龍芯3A3000 的性能碾壓,兩者總成績有24分的差距。

而在JavaScript 的6個場景下,龍芯3A4000處理器每個作業的效率提升幅度都很大,照片增強提升了約63%,使用人工智慧整理相冊效率提升了約74%,股票期權定價提升了約59%、加密筆記和OCR掃描提升了約69%,銷售圖表提升了69%,網上作業提升了49%。

SPEC 2006測試

SPEC 2006是一個大型的CPU性能測試項目,主要能夠充分表現CPU最重要的定點性能和浮點性能兩個參數,在商用CPU領域收到了大家的認可。


SPEC 2006測試



SPEC 2006測試成績

在測試中對比了龍芯3A4000處理器、龍芯3A3000處理器兩款處理器,這兩款處理器同為4核心,不管是SPEC INT2006定點性能測試、SPEC FP2006浮點性能測試以及STREAM(GB)內存帶寬,龍芯3A4000處理器的性能均有大幅提升,幾乎達到了翻倍效果,只靠架構的優化升價就能達到這一表現,說明龍芯的設計和研發很讓人驚艷。

03 總結

目前國內晶片行業發展雖然不如國外半導體行業,尤其國外半導體大廠可能一年在晶片研發上就有高達數百億美元的投入,而國內晶片行業資金很有限,加上晶片研發起步也晚於國外同行整體上確實還存在差距。但龍芯能夠在一種架構上專心二十年做研發,持續對龍芯3A處理器晶片進行疊代升級,先後推出龍芯3A2000處理器、3A3000以及年末剛剛發布的3A4000處理器,並保持性能不斷上升,已經充分展現了自己的研發和設計能力。

龍芯3A4000處理器的性能已經比肩AMD同期挖掘機(Excavator)架構CPU,不管是底層架構還是物理設計,而且龍芯3A4000處理器能夠有效防範Meltdown(熔毀)、Spectre(幽靈)漏洞 ,支持MD5、AES、SHA等加解密算法,在安全性上也杜絕了任何風險。

龍芯3A4000處理器採用的是28nm工藝製程,還有很大的空間進行升級優化,而同在28nm工藝製程下,僅依靠底層架構和指令集的優化,龍芯3A4000處理器對比同工藝的一代龍芯3A1000處理器CPU性能提升6倍,據悉明年的下一代龍芯3A5000處理器將會使用12nm工藝製程,CPU頻率可以提升到3.0GHz,後勁十足。

一般用戶可能會有疑問,為什麼要這麼大力推出國內自研CPU晶片,國外引進它不好麼?造不如買或許短期實用,但一定不是長久之計,核心技術不把握在自己手裡,必然受制於人。在國產CPU領域,我們目前要做的不是盲目追趕,而是避免用無可用,也就是我們當前要解決的是0和1的問題。相信一直堅持自主設計並有能力實現全部自主設計的龍芯在不久的將來可以進入民用市場。

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