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龍芯3A6000評測:2023年國産CPU的天花闆!

作者:永芯易科技

今年8月8日,龍芯中科宣布新一代四核處理器龍芯3A6000流片成功。從各種參數來看,這款晶片可以稱得上是國産桌面CPU中,性能最強的産品。但參數歸參數,作為國産自主桌面CPU中最新技術的代表,龍芯3A6000的實際性能和使用體驗已經到什麼水準了?

龍芯3A6000評測:2023年國産CPU的天花闆!

有網友在近期提前體驗到了龍芯3A6000測試機,經過一段時間的使用,這裡我們先簡單總結一下:龍芯3A6000硬體性能滿足預期,相比其他國産桌面CPU有不小優勢,可以說已經與目前很多公司中辦公PC所配備的英特爾8代酷睿i5-8100,甚至是10代i3-10100相當;配合國産作業系統日常辦公體驗流暢,高強度多任務使用毫無壓力;當然軟體生态方面一直以來都是業界難題,龍芯目前也在與主流軟體廠商進行合作适配,可以看到他們在推動國産PC進入大衆市場所作出的努力。

在正文之前,先介紹一下龍芯3A6000的一些基本參數。3A6000是一款桌面端CPU,基于龍芯自主指令集系統龍架構LoongArch,內建了4個6發射64位的LA664核心,運作頻率為2.5GHz。

龍芯3A6000還支援128位向量處理擴充指令(LSX)和256位進階向量處理擴充指令(LASX),同時首次支援多線程技術(SMT2),全晶片共8個邏輯核,并內建雙通道DDR4-3200控制器。在制程工藝上,3A6000基于國産可控12nm工藝。

龍芯從3A5000開始,就開始使用完全自主研發的指令集架構LoongArch,包括3A6000在内,從指令集到微架構,再到晶片設計完全做到了自主研發,是以也可以說這是目前國内自主程度最高的桌面CPU。

具體的測試資料和體驗情況,會在下文詳細介紹。

性能實測

超越Zen2,IPC趕上十代酷睿i3

首先介紹下測試機的配置,CPU毫無疑問是龍芯3A6000,主機闆晶片組采用龍芯7A2000,搭配紫光DDR4 3200 16GB 雙通道記憶體、大華256GB M.2固态和銘影RX580 8GB D5戰狼顯示卡。

龍芯3A6000評測:2023年國産CPU的天花闆!

性能的測試我們主要用到三款跑分軟體,SPEC CPU 2006、 Stream和Unixbench。SPEC CPU 2006是由非營利性組織SPEC(Standard Performance Evaluation Corporation,準性能評估公司)推出的一套行業标準的CPU密集型基準測試套件,主要測試系統的整數運算和浮點運算性能。在SPEC CPU測試中,系統的處理器、記憶體以及系統使用到的編譯器是影響性能分數的主要因素。

龍芯3A6000的SPEC CPU 2006實測分數是單核整數(int_speed)成績為42.6,單核浮點(fp_speed)成績為54.1,基本與龍芯官方公布的分數一緻,單核整數和浮點性能對比上一代的龍芯3A5000分别提升60%和90%。

龍芯3A6000評測:2023年國産CPU的天花闆!

對比市面上的其他國産桌面CPU,龍芯3A6000實測單核成績“遙遙領先”,相比x86的海光3250也要領先超過30%。

不僅是領先國内同行,龍芯3A6000的單核成績甚至全面超越了2018年上市的AMD Zen2架構CPU R5-2600,并且還是在3A6000頻率較低的情況下。也就是說,3A6000的IPC(每GHz性能)已經大幅超越R5-2600。

相比英特爾10代酷睿i3-10100F,在鎖定頻率至與3A6000相同的2.5GHz時,SPEC CPU 2006單核成績與3A6000相近,這也意味着抛開制程工藝以及核心高頻設計上的優勢,3A6000的IPC已經追上十代酷睿i3。

而英特爾10代酷睿CPU是在2020年上市,樂觀地看,龍芯3A6000目前在性能上部分已經達到英特爾三年前的産品水準。

Stream是Linux系統中受到公認的一款記憶體帶寬性能測試基準工具,主要使用Copy(複制)、Scale(乘法)、Add(加法)、Triad(三元運算)四個項目來測試記憶體帶寬性能,測試主要是展現出記憶體子系統和CPU内部設計等能力。

龍芯3A6000在記憶體控制器方面對比上一代有了很大的提升,不過在Stream 八線程測試中,3A6000的四個項目速度都不如4線程測試時的成績,或許是多線程優化仍存在提升空間,畢竟這是龍芯第一代支援超線程的産品。

UnixBench是一個基于系統的基準測試工具,測試包括CPU整數/浮點性能、2D/3D圖形測試、檔案讀寫、記憶體帶寬等多個項目,不單是測試CPU等單一項目,測試結果會綜合到CPU、記憶體、硬碟、系統、編譯器、GPU等多方面性能。

龍芯3A6000評測:2023年國産CPU的天花闆!

龍芯3A6000在UnixBench單任務測試中成績為2191,繼續在國産桌面CPU中遙遙領先,但相比默頻的i3-10100F的成績低12%左右;多任務成績為7463.6,低于同是四核八線程的默頻i3-10100F,但要大幅高于同頻2.5GHz的i3-10100F。

龍芯3A6000搭配銀河麒麟系統

軟體生态情況如何?

龍芯3A6000評測:2023年國産CPU的天花闆!

有網友拿到的龍芯3A6000測試機上使用的作業系統是由麒麟軟體開發的銀河麒麟V10,适配國産軟硬體平台并深入優化,支援龍芯、飛騰、申威、兆芯、海光、鲲鵬等國産處理器平台。

龍芯3A6000評測:2023年國産CPU的天花闆!

從UI以及系統操作邏輯來看,銀河麒麟都比較貼近Windows系統,如果是習慣了Windows的使用者上手操作幾乎沒有學習成本。

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銀河麒麟V10自帶軟體商店,辦公、影音、開發、圖像、網絡、遊戲、社交等十一個分類,其中常用的WPS、搜狗輸入法、微信、QQ、百度網盤等軟體都能在軟體商店中找到。

龍芯3A6000作為采用LoongArch指令集架構的晶片,即使是使用同樣基于Linux的作業系統,運作在x86、ARM等指令集架構CPU下的軟體也不能通用。比如騰訊QQ在Linux版本的官網上,分别提供x86、ARM、LoongArch、MIPS四種架構的不同軟體版本。

然而不是所有軟體都像QQ一樣能适配這麼多種平台,是以文章開頭也提到了LoongArch通過軟硬體結合的二進制翻譯,可以相容x86、ARM和MIPS等現有的指令集軟體。二進制翻譯是指通過在主機上用軟體模拟目标機指令系統相容的CPU,進而在主機上執行目标機的二進制代碼,實作相容。

實際上業界也已經有不少通過二進制翻譯實作前期生态相容的成功案例,比如蘋果Mac電腦就經曆過兩次CPU指令集架構切換的執行個體,從powerPC到x86,從x86再到ARM,蘋果分别用了Rosetta和Rosetta2兩個二進制翻譯器實作了PC産品線的軟體生态過渡。

但顯然,龍芯面臨的處境更加艱難,不僅是生态相容不僅是跨指令集平台,還要跨作業系統。此前統信UOS上內建了龍芯的二進制翻譯子產品,應用商店中已經能夠提供部分Windows軟體,通過Wine、系統內建的龍芯二進制翻譯子產品以及CPU上的硬體加速,實作比如Windows版微信、Photoshop等軟體的運作。

軟體和系統體驗

日常辦公流暢,高強度多任務毫無壓力

以我們測試的跑分成績來看,龍芯3A6000的性能已經達到了目前市場上日常辦公電腦的需求,甚至有些性能過剩,但另一方面,作業系統、軟體生态也是對使用體驗影響較大的部分。是以龍芯3A6000搭配銀河麒麟,在日常辦公中的體驗如何?

針對辦公的應用,我們選擇了WPS 2019、龍芯浏覽器、騰訊會議、百度網盤、中望CAD、QQ、釘釘、微信等軟體進行體驗。首先是WPS,在銀河麒麟上的WPS似乎是商用版本,砍掉了聯網功能,不支援雲服務。與Windows版WPS相比,除了雲服務以及最新的WPS AI功能外,其餘文檔、表格、PPT等功能基本齊全。整體界面更加簡潔,軟體打開速度以及建立文檔都更加快。

龍芯3A6000評測:2023年國産CPU的天花闆!

我們使用WPS測試了一個大小為50MB,文本+圖檔超過500頁的PTT幾乎是秒開;如果在同樣500頁的PPT中加入視訊等多媒體,打開時間也僅僅花費3秒,已經相比筆者自用AMD R5-5600上的Windows版WPS速度更快。

文檔和表格更加不在話下。50MB文本+圖檔的表格能幾乎秒開,大小200MB超過40萬字的文本+圖檔文檔能在3秒内打開,随後的加載速度也相比R5-5600下運作的Windows 版WPS更快。

龍芯3A6000評測:2023年國産CPU的天花闆!

龍芯浏覽器播放4K線上視訊

浏覽器方面,銀河麒麟軟體商店提供360、Firefox等主流浏覽器,其中還有龍芯自己的龍芯浏覽器。當然,浏覽器核心基本千篇一律,但各自體驗還是有細微差異,在一段時間的體驗下來,3A6000搭配銀河麒麟作業系統下的龍芯浏覽器,在多開網頁、H5頁面、4K視訊(視訊碼率15.59Mbps)播放等方面體驗都十分流暢,完全能滿足日常需求。

龍芯3A6000評測:2023年國産CPU的天花闆!

騰訊會議适配也比較完善,多人視訊會議下畫面流暢,功能上與Windows版本一緻。

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百度網盤官方在2022年初适配了LoongArch架構平台,是以也無需擔心百度網盤在龍芯3A6000上的體驗。

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在社交軟體方面,QQ、釘釘适配情況較好,軟體功能和體驗與Windows版幾乎完全一緻。在一段時間中遇到的唯一問題是,釘釘在發送檔案時會稍有延遲,不過對日常使用整體影響不大。

微信盡管是原生适配,但功能簡陋,隻有最基礎的功能,與近年來疊代速度極快的Windows版微信在功能上差距較大,比如朋友圈、訂閱号、收藏、視訊号、小程式等功能缺失。

龍芯3A6000評測:2023年國産CPU的天花闆!

中望CAD

中望CAD早在2021年就完成了對當時龍芯3A4000平台的适配,在最新的3A6000上中望CAD的體驗也比較符合預期。有建築專業人士向筆者提供了一些工程檔案,中望CAD在龍芯3A6000上能夠順利打開圖紙并進行縮放、修改、标注等操作,整體運作流暢。

龍芯3A6000評測:2023年國産CPU的天花闆!

本地視訊播放方面,我們使用了經典的“北京烤鴨”4K示範視訊,在銀河麒麟系統自帶播放器下,随意拖動進度條沒有任何卡頓。這次在3A6000配套的主機闆上,還搭載了龍芯最新的7A2000配套橋片,相比上一代7A1000,除了PCIE、USB 和 SATA等接口均更新為3.0之外,還首次內建了龍芯自研GPU,不過官網上并沒有更詳細的資訊,是以還不清楚是否内置視訊編解碼器,或許要等3A6000正式上市後才能知道了。

龍芯3A6000評測:2023年國産CPU的天花闆!

在日常辦公的過程中,一般不會單獨使用一個軟體,往往是同時打開多個網頁、打開多個文檔等進行多任務處理。是以我們給龍芯3A6000上了一波強度,測試一下多任務處理的能力。在同時打開中望CAD、龍芯浏覽器10個頁面(包括一個4K線上視訊)、WPS(500頁PPT)、QQ、釘釘等軟體的情況下,實測在各個軟體間切換不卡頓,處理器占用僅在40%左右。

不過也要說明的是,目前在圖像處理、視訊剪輯等方面,銀河麒麟的軟體商店中還沒有比較好用的軟體産品,隻有開源圖像處理軟體GIMP和剪輯軟體Shotcut,相比Pohotshop、Premiere Pro、剪映等在Windows平台上常用的軟體來說,幾乎是處于不能用的狀态。

總體而言,從辦公軟體以及多任務的表現來看,龍芯3A6000搭配銀河麒麟作業系統,已經可以覆寫大部分辦公、日常使用的場景,并且部分軟體基本達到主流平台的使用體驗。

龍芯3A6000評測:2023年國産CPU的天花闆!

古墓麗影

另外在測試機中還安裝了古墓麗影、閃客2、火炬之光2、魔獸世界、死亡細胞等3D遊戲,不過由于遊戲經過LATX二進制翻譯的原因,比如古墓麗影在運作過程中還是會出現掉幀的情況,有待優化。

總結

這次的龍芯3A6000在性能上絕對可以稱之為“突飛猛進”,從2021年釋出的3A5000到今天的3A6000,僅僅過去了兩年,就完成了從“i3-6100”到“13-10100”的進化,IPC提升超過60%,一步從“可用”躍升至“流暢”。

作為一款真正意義上的純國産桌面CPU,這樣的提升值得令人振奮。不過從目前龍芯還要面對很多問題,首先是頻率的提升,正如前面提到3A6000的IPC已經達到10代酷睿i3的水準,但問題是目前的中高端桌面x86 CPU的頻率已經可以做到5GHz以上,即使IPC相同,但單核性能也因為頻率優勢而被大幅領先。

頻率的提升需要晶片多次流片後反複優化後端設計,是一項燒錢的工作,沒有足夠的商業化能力和市場需求,也難以投入大量資源去提高處理器頻率。同樣,在軟體生态方面,沒有足夠的硬體體量和使用者需求,軟體廠商也不會投入資源去進行适配。

當然,從晶片硬體角度去看,龍芯3A6000已經做得足夠好。軟體生态在通過二進制翻譯作為過渡的同時,也希望能夠有更多軟體廠商加入,共同建構國産指令集系統生态。3A6000的誕生,讓我們有理由相信龍芯,或者說是國産桌面CPU未來會有機會在消費市場上占有一席之地。

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