龙芯3A6000评测:2023年国产CPU的天花板!

今年8月8日,龙芯中科宣布新一代四核处理器龙芯3A6000流片成功。从各种参数来看,这款芯片可以称得上是国产桌面CPU中,性能最强的产品。但参数归参数,作为国产自主桌面CPU中最新技术的代表,龙芯3A6000的实际性能和使用体验已经到什么水平了?

有网友在近期提前体验到了龙芯3A6000测试机,经过一段时间的使用,这里我们先简单总结一下:龙芯3A6000硬件性能满足预期,相比其他国产桌面CPU有不小优势,可以说已经与目前很多公司中办公PC所配备的英特尔8代酷睿i5-8100,甚至是10代i3-10100相当;配合国产操作系统日常办公体验流畅,高强度多任务使用毫无压力;当然软件生态方面一直以来都是业界难题,龙芯目前也在与主流软件厂商进行合作适配,可以看到他们在推动国产PC进入大众市场所作出的努力。

在正文之前,先介绍一下龙芯3A6000的一些基本参数。3A6000是一款桌面端CPU,基于龙芯自主指令集系统龙架构LoongArch,集成了4个6发射64位的LA664内核,运行频率为2.5GHz。

龙芯3A6000还支持128位向量处理扩展指令(LSX)和256位高级向量处理扩展指令(LASX),同时首次支持多线程技术(SMT2),全芯片共8个逻辑核,并集成双通道DDR4-3200控制器。在制程工艺上,3A6000基于国产可控12nm工艺。

龙芯从3A5000开始,就开始使用完全自主研发的指令集架构LoongArch,包括3A6000在内,从指令集到微架构,再到芯片设计完全做到了自主研发,因此也可以说这是目前国内自主程度最高的桌面CPU。

具体的测试数据和体验情况,会在下文详细介绍。

性能实测

超越Zen2,IPC赶上十代酷睿i3

首先介绍下测试机的配置,CPU毫无疑问是龙芯3A6000,主板芯片组采用龙芯7A2000,搭配紫光DDR4 3200 16GB 双通道内存、大华256GB M.2固态和铭影RX580 8GB D5战狼显卡。

性能的测试我们主要用到三款跑分软件,SPEC CPU 2006、 Stream和Unixbench。SPEC CPU 2006是由非营利性组织SPEC(Standard Performance Evaluation Corporation,准性能评估公司)推出的一套行业标准的CPU密集型基准测试套件,主要测试系统的整数运算和浮点运算性能。在SPEC CPU测试中,系统的处理器、内存以及系统使用到的编译器是影响性能分数的主要因素。

龙芯3A6000的SPEC CPU 2006实测分数是单核整数(int_speed)成绩为42.6,单核浮点(fp_speed)成绩为54.1,基本与龙芯官方公布的分数一致,单核整数和浮点性能对比上一代的龙芯3A5000分别提升60%和90%。

对比市面上的其他国产桌面CPU,龙芯3A6000实测单核成绩“遥遥领先”,相比x86的海光3250也要领先超过30%。

不仅是领先国内同行,龙芯3A6000的单核成绩甚至全面超越了2018年上市的AMD Zen2架构CPU R5-2600,并且还是在3A6000频率较低的情况下。也就是说,3A6000的IPC(每GHz性能)已经大幅超越R5-2600。

相比英特尔10代酷睿i3-10100F,在锁定频率至与3A6000相同的2.5GHz时,SPEC CPU 2006单核成绩与3A6000相近,这也意味着抛开制程工艺以及核心高频设计上的优势,3A6000的IPC已经追上十代酷睿i3。

而英特尔10代酷睿CPU是在2020年上市,乐观地看,龙芯3A6000目前在性能上部分已经达到英特尔三年前的产品水平。

Stream是Linux系统中受到公认的一款内存带宽性能测试基准工具,主要使用Copy(复制)、Scale(乘法)、Add(加法)、Triad(三元运算)四个项目来测试内存带宽性能,测试主要是体现出内存子系统和CPU内部设计等能力。

龙芯3A6000在内存控制器方面对比上一代有了很大的提升,不过在Stream 八线程测试中,3A6000的四个项目速度都不如4线程测试时的成绩,或许是多线程优化仍存在提升空间,毕竟这是龙芯第一代支持超线程的产品。

UnixBench是一个基于系统的基准测试工具,测试包括CPU整数/浮点性能、2D/3D图形测试、文件读写、内存带宽等多个项目,不单是测试CPU等单一项目,测试结果会综合到CPU、内存、硬盘、系统、编译器、GPU等多方面性能。

龙芯3A6000在UnixBench单任务测试中成绩为2191,继续在国产桌面CPU中遥遥领先,但相比默频的i3-10100F的成绩低12%左右;多任务成绩为7463.6,低于同是四核八线程的默频i3-10100F,但要大幅高于同频2.5GHz的i3-10100F。

龙芯3A6000搭配银河麒麟系统

软件生态情况如何?

有网友拿到的龙芯3A6000测试机上使用的操作系统是由麒麟软件开发的银河麒麟V10,适配国产软硬件平台并深入优化,支持龙芯、飞腾、申威、兆芯、海光、鲲鹏等国产处理器平台。

从UI以及系统操作逻辑来看,银河麒麟都比较贴近Windows系统,如果是习惯了Windows的用户上手操作几乎没有学习成本。

银河麒麟V10自带软件商店,办公、影音、开发、图像、网络、游戏、社交等十一个分类,其中常用的WPS、搜狗输入法、微信、QQ、百度网盘等软件都能在软件商店中找到。

龙芯3A6000作为采用LoongArch指令集架构的芯片,即使是使用同样基于Linux的操作系统,运行在x86、ARM等指令集架构CPU下的软件也不能通用。比如腾讯QQ在Linux版本的官网上,分别提供x86、ARM、LoongArch、MIPS四种架构的不同软件版本。

然而不是所有软件都像QQ一样能适配这么多种平台,所以文章开头也提到了LoongArch通过软硬件结合的二进制翻译,可以兼容x86、ARM和MIPS等现有的指令集软件。二进制翻译是指通过在主机上用软件模拟目标机指令系统兼容的CPU,从而在主机上执行目标机的二进制代码,实现兼容。

实际上业界也已经有不少通过二进制翻译实现前期生态兼容的成功案例,比如苹果Mac电脑就经历过两次CPU指令集架构切换的实例,从powerPC到x86,从x86再到ARM,苹果分别用了Rosetta和Rosetta2两个二进制翻译器实现了PC产品线的软件生态过渡。

但显然,龙芯面临的处境更加艰难,不仅是生态兼容不仅是跨指令集平台,还要跨操作系统。此前统信UOS上集成了龙芯的二进制翻译模块,应用商店中已经能够提供部分Windows软件,通过Wine、系统集成的龙芯二进制翻译模块以及CPU上的硬件加速,实现比如Windows版微信、Photoshop等软件的运行。

软件和系统体验

日常办公流畅,高强度多任务毫无压力

以我们测试的跑分成绩来看,龙芯3A6000的性能已经达到了目前市场上日常办公电脑的需求,甚至有些性能过剩,但另一方面,操作系统、软件生态也是对使用体验影响较大的部分。所以龙芯3A6000搭配银河麒麟,在日常办公中的体验如何?

针对办公的应用,我们选择了WPS 2019、龙芯浏览器、腾讯会议、百度网盘、中望CAD、QQ、钉钉、微信等软件进行体验。首先是WPS,在银河麒麟上的WPS似乎是商用版本,砍掉了联网功能,不支持云服务。与Windows版WPS相比,除了云服务以及最新的WPS AI功能外,其余文档、表格、PPT等功能基本齐全。整体界面更加简洁,软件打开速度以及新建文档都更加快。

我们使用WPS测试了一个大小为50MB,文本+图片超过500页的PTT几乎是秒开;如果在同样500页的PPT中加入视频等多媒体,打开时间也仅仅花费3秒,已经相比笔者自用AMD R5-5600上的Windows版WPS速度更快。

文档和表格更加不在话下。50MB文本+图片的表格能几乎秒开,大小200MB超过40万字的文本+图片文档能在3秒内打开,随后的加载速度也相比R5-5600下运行的Windows 版WPS更快。

龙芯浏览器播放4K在线视频

浏览器方面,银河麒麟软件商店提供360、Firefox等主流浏览器,其中还有龙芯自己的龙芯浏览器。当然,浏览器内核基本千篇一律,但各自体验还是有细微差异,在一段时间的体验下来,3A6000搭配银河麒麟操作系统下的龙芯浏览器,在多开网页、H5页面、4K视频(视频码率15.59Mbps)播放等方面体验都十分流畅,完全能满足日常需求。

腾讯会议适配也比较完善,多人视频会议下画面流畅,功能上与Windows版本一致。

百度网盘官方在2022年初适配了LoongArch架构平台,所以也无需担心百度网盘在龙芯3A6000上的体验。

在社交软件方面,QQ、钉钉适配情况较好,软件功能和体验与Windows版几乎完全一致。在一段时间中遇到的唯一问题是,钉钉在发送文件时会稍有延迟,不过对日常使用整体影响不大。

微信尽管是原生适配,但功能简陋,只有最基础的功能,与近年来迭代速度极快的Windows版微信在功能上差距较大,比如朋友圈、订阅号、收藏、视频号、小程序等功能缺失。

中望CAD

中望CAD早在2021年就完成了对当时龙芯3A4000平台的适配,在最新的3A6000上中望CAD的体验也比较符合预期。有建筑专业人士向笔者提供了一些工程文件,中望CAD在龙芯3A6000上能够顺利打开图纸并进行缩放、修改、标注等操作,整体运行流畅。

本地视频播放方面,我们使用了经典的“北京烤鸭”4K演示视频,在银河麒麟系统自带播放器下,随意拖动进度条没有任何卡顿。这次在3A6000配套的主板上,还搭载了龙芯最新的7A2000配套桥片,相比上一代7A1000,除了PCIE、USB 和 SATA等接口均升级为3.0之外,还首次集成了龙芯自研GPU,不过官网上并没有更详细的信息,所以还不清楚是否内置视频编解码器,或许要等3A6000正式上市后才能知道了。

在日常办公的过程中,一般不会单独使用一个软件,往往是同时打开多个网页、打开多个文档等进行多任务处理。所以我们给龙芯3A6000上了一波强度,测试一下多任务处理的能力。在同时打开中望CAD、龙芯浏览器10个页面(包括一个4K在线视频)、WPS(500页PPT)、QQ、钉钉等软件的情况下,实测在各个软件间切换不卡顿,处理器占用仅在40%左右。

不过也要说明的是,目前在图像处理、视频剪辑等方面,银河麒麟的软件商店中还没有比较好用的软件产品,只有开源图像处理软件GIMP和剪辑软件Shotcut,相比Pohotshop、Premiere Pro、剪映等在Windows平台上常用的软件来说,几乎是处于不能用的状态。

总体而言,从办公软件以及多任务的表现来看,龙芯3A6000搭配银河麒麟操作系统,已经可以覆盖大部分办公、日常使用的场景,并且部分软件基本达到主流平台的使用体验。

古墓丽影

另外在测试机中还安装了古墓丽影、闪客2、火炬之光2、魔兽世界、死亡细胞等3D游戏,不过由于游戏经过LATX二进制翻译的原因,比如古墓丽影在运行过程中还是会出现掉帧的情况,有待优化。

总结

这次的龙芯3A6000在性能上绝对可以称之为“突飞猛进”,从2021年发布的3A5000到今天的3A6000,仅仅过去了两年,就完成了从“i3-6100”到“13-10100”的进化,IPC提升超过60%,一步从“可用”跃升至“流畅”。

作为一款真正意义上的纯国产桌面CPU,这样的提升值得令人振奋。不过从目前龙芯还要面对很多问题,首先是频率的提升,正如前面提到3A6000的IPC已经达到10代酷睿i3的水平,但问题是目前的中高端桌面x86 CPU的频率已经可以做到5GHz以上,即使IPC相同,但单核性能也因为频率优势而被大幅领先。

频率的提升需要芯片多次流片后反复优化后端设计,是一项烧钱的工作,没有足够的商业化能力和市场需求,也难以投入大量资源去提高处理器频率。同样,在软件生态方面,没有足够的硬件体量和用户需求,软件厂商也不会投入资源去进行适配。

当然,从芯片硬件角度去看,龙芯3A6000已经做得足够好。软件生态在通过二进制翻译作为过渡的同时,也希望能够有更多软件厂商加入,共同构建国产指令集系统生态。3A6000的诞生,让我们有理由相信龙芯,或者说是国产桌面CPU未来会有机会在消费市场上占有一席之地。

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页面更新:2024-02-23

标签:麒麟   银河   天花板   架构   生态   桌面   性能   成绩   测试   系统   软件

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