新一代国产芯片，能不能追平英特尔10代处理器？

时事新闻2023-10-25 12:09:30无忧百科

上周三，美国收紧对于我国的芯片政策，相比上次，这次更加严苛，不仅用于AI计算的高算力芯片被禁，还可能要波及4090这样的消费级产品。

消息发出后，4090显卡瞬间成为微博热搜，虽然现在还无法确定4090显卡是否会正式出现在这一波的名单中，但从美国修改政策频率来看，芯片已经成为生产力提升过程中的绝对主角。

尽管近些年，我们在GPU或者说加速计算芯片上出现了壁仞100这样不错的产品，但去年刚流片成功的它，今年就被写上了实体清单，所以壁仞100大规模量产很有可能将被推迟。因此，目前在市场上我们还看不到类似英伟达或者AMD的国产GPU。

但在起步更早的国产CPU领域，已经可以看到一些可以达到国际主流水平的产品了，比如在这个月GMIF2023大会上，龙芯宣布最新CPU——3A6000将会在这个季度正式发布。

作为一直关注国产芯片领域的我们，也是早早申请了媒体测试机，终于在两周前拿到了搭载3A6000的主机。

国产芯片啥样？

打开主机，不仅主板和CPU出自龙芯，其余配件也都出自国产厂商，内存和硬盘也分别来自紫光和大华，机箱电源也是来自爱国者。只有显卡采用了AMD的RX580芯片，但战狼的型号命名，让它在一众国产配件前也不是很违和。

龙芯3A6000实拍图，右上角的ES代表测试版

这块最新主板上还集成了龙芯自主研发的最新7A2000桥片，除了用来控制像USB，音频，网络这样的接口外，里面还集成了龙芯自研的GPU芯片，也就是说，即使不装上显卡，这台电脑依然可用，并且实现了全部配件100%国产化。

龙芯自主研发的7A2000桥片，带有GPU功能

在系统方面，除了主流的国产统信操作系统还有龙芯自研的Loongnix。两者都是基于Linux的系统，但为了照顾大家的习惯，在界面设计上都非常贴近Windows，所以用起来的学习成本很低。

真的追上10代酷睿了吗？

在流片成功时，龙芯官方公众号曾发文称，3A6000的总体性能已经追上2020年上市的Intel第10代酷睿4核心处理器，虽然Intel最新的产品是第十三代，但这些年CPU性能过剩，第10代的性能已经足以覆盖日常办公，娱乐和游戏等需求。

并且在频率方面，10代i3也领先不少，它的基础频率就达到3.6Ghz，睿频加速后，单核最高可以达到4.3Ghz。而龙芯3A6000的频率和前一代一样，只是固定的2.5Ghz，不过这次它增加了超线程技术，从4核心4线程升级到了现在的4核心8线程。

这次测试，我们采用了两款软件——SPEC 2006用来测试CPU和Stream用来测试内存速度。

SPEC作为市面上专业的测试软件，SPEC是先编译然后再运行各类测试项目，所以这个软件理论上可以运行在各种架构CPU和各类的系统中，无论是X86还是LongArch，无论是Windows还是Linux上，SPEC都可以用来测试当前平台处理器的性能。因此SPEC也成了目前主流的CPU测试软件。

SPEC编译过程截图

Stream用来测试CPU和内存之间的速度，在CPU设计中，内存控制器是非常关键的一环。因为要处理的数据一般都储存在内存中，所以如果CPU计算速度上去了，但是和内存之间的数据交换速度过慢，就会大大限制CPU的发挥。所以Stream也是必要测试的一个项目。

Stream测试过程截图

在SPEC2006的测试中，龙芯3A6000的整数部分单核得分40.4，多核得分146，浮点部分单核得分51.6，多核得分136。

SPEC得分截图

而10代i3的只有整数单核和浮点多核的得分略高于3A6000，其他两个项目龙芯得分均超过对手。（10代i得分：整数：单核42.5 多核147 浮点：单核51.3 多核 150）

在这个纯CPU计算性能比拼中，龙芯可以说是和10代i3打了一个五五开。看来在计算性能方面，现在的龙芯可以让大家放心了，接下来看看新一代龙芯在内存交互上有着怎么样的表现。

在Stream测试中，龙芯和内存的最高交互速度出现在四线程的测试中，四个项目的速度都超过了40GB/S，在同样的项目中，i310100F只有30GB/S，同样的情况也出现在单线程和8线程的测试中。因此，在内存控制器方面，龙芯的表现已经超过10代酷睿i3了，并且还超出不少。

Stream最终成绩，均超过40G/S

综合上面的这两项测试来看，在理论性能方面，龙芯3A6000确实已经有10代酷睿四核处理器的水平。那么在实际体验中，用起来是怎么样的呢？

不过在此之前，要说一个非常有意思的事情，在拿到龙芯主机时，为了测试兼容性，我把同事的两条频率为3200的16G金士顿内存插上去，测试没有问题后，就一直用了下去。在SPEC跑分的时候，成绩总是低不少，后来把两条国产内存换上去，分数就正常了，看来这国产硬件之间似乎可以产生某种神秘的BUFF。

国产芯片能干啥？

作为自主的研发的代表，龙芯的3A6000在底层上采用了自主研发的LongArch（以下称龙架构），和Intel的X86架构有着非常大的区别。

所以龙芯的CPU无法装载Windows系统，目前只能使用开源的Linux系统，而不同的架构和系统让很多Windows上的软件无法在龙芯的系统上运行。

所以，我们在测试完性能后，还要看看龙芯的生态软件发展成什么样子了，不然买回龙芯电脑只能用它来跑分，而不能用来实际使用一些日常软件，就有些说不过去了。

龙芯目前最主要的任务肯定就是办公生产力了。Linux版本的WPS已经可以很好的适配龙架构了，使用起来和Windows上的不能说大差不差吧，只能说一模一样。大家看到的这篇稿子就是我在龙芯电脑上敲出来的。

轻度办公没问题了，那么重度呢？让我们一起测测看吧。

首先打开50M的百万字的Word文件，基本上可以实现秒开，在经过几秒加载后，就可以顺畅地编辑全文了。在打开200M的Word文件时，会有3秒左右的延迟。这种情况和我日常使用的11代i3移动处理器差不多。

接下来的50M的Excel和PPT以及500页的PDF，都是可以实现秒开，并且直接编辑。但旁边的笔记本这次就要慢上很多了。

在娱乐方面，主板桥片上集成GPU就有点撑不住了，在播放4K本地视频的时候，基本上处于播放PPT的状态。

装上RX580战狼显卡后，视频播放就没有什么压力了，本地4K和B站在线4K都非常流畅，不过要说明一点，在B站观看4K视频中，如果遇到弹幕较多时，会出现掉帧的情况，并且弹幕越多，掉帧越严重。

在游戏上，可以说是有意外收获了，本来以为Linux上并没有什么游戏可玩。但现在的龙芯可以通过转译（可以理解为把外文翻译成中文），可以运行不少X86架构上的游戏，并且流畅度都非常不错。

像劳拉，火炬之光2，甚至魔兽世界都可以流畅运行。经典的CS1.6，魔兽争霸3，通过转译也都可以运行起来，并且还非常流畅。

在做转译测试的时候，发现3A6000居然可以运行Photoshop，虽然会遇到字体的BUG，但日常P图完全够用了。

像浏览网页等日常体验，3A6000可以说是毫无压力，无论是一次开几十个网页还是说各大网站的高清视频播放，体验完整性上丝毫不逊于Intel等X86平台。

国产芯片目前的最大敌人：生态系统

通过理论性能测试和日常使用体验来看，龙芯最新的3A6000确实已经追上2020年发布的10代酷睿四核处理器，并且这还是在频率比竞品低了1个多Ghz的前提下。

按照龙芯董事长胡伟武的介绍，龙芯目前也在践行Intel的Tick-Tock战略，目前处于打磨架构的阶段。下一代龙芯如果能用上比12nm更加先进的制程，那么性能会变得更加强悍。

在2002年龙芯1号刚刚发布的时候，性能只有当时主流型号的5%，2021年的3A5000基本能达到当时主流性能的50%（差不多是第四代酷睿的水平），而今年的3A6000已经基本上追上主流水平了。不得不说，龙芯这几年的性能提升是肉眼可见的快。

图片来源：龙芯在上证路演截图

但这个时候不禁让人想到一个问题，在性能达到主流后，软件生态怎么样？如果空有一身本领，没地方用，那就悲剧了。

如果想要启动个原神，还需要先转译，再繁琐的设置一番，并且玩起来还有些字体上的BUG，那就不好了。

根据目前市面上的主流软件生态，龙芯现在面临三个问题：

第一，需要有一套龙芯自己的系统，并且这套系统的兼容性最好要做到像X86架构下的Windows那样，从Intel处理器换到AMD处理器，系统都可以兼容，在最新的Windows11系统下也可以玩20多年前Windows98上运行的红警2。

第二，能不能搞一套转译性能更好的东西，把X86上成熟的应用做到可用，不要求以多高的性能运行，只要兼容性最好就行。

就像苹果搞的Rosetta1一样，当初Mac从IBM处理器迁移到Intel处理器时，它就保证了不少关键程序的可用性，一直到五年后，基本上所有的程序都完成了Intel的X86架构原生支持，Rosetta1才下线。而2020年，在苹果宣布Mac产品线全部从Intel转移到自研的M芯片后，Rosetta2正式上线，至今帮助不少像AfterEffects等专业软件保证兼容可用。

苹果转向Intel芯片时，专门推出Rosseta1

第三，就是如何吸引更多的开发者来开发基于龙架构的应用？只有开发者多了起来，龙芯应用才会出现百花齐放的效果。

好在3A6000成功流片后，龙芯内部也意识到这个问题。在今年的业绩说明会中，胡伟武把龙芯自己的生态解决方案拿了出来。

首先，龙芯要基于Linux打造自己的操作系统——Loongnix（以下称龙系统）。传统的Linux在大的版本更新后，软件兼容性上常常会出问题，打个比方，就像大家从Windows10升级到Windows11，突然发现，在Win10上运行好好的软件，在Win11要么无法运行，要么运行起来一大堆的Bug。

龙系统目前着重解决的就是应用在不同版本Linux之间不兼容的问题，现在在龙系统上运行的软件，在大更新以后，也依然可用。在硬件兼容性上，龙系统的目标也是达到任何一代龙架构的CPU，都可以运行最新的龙系统。

龙系统另外一个目标就是要打造成为Linux里面的安卓，其他使用龙芯CPU的厂家可以根据自己的需求在龙系统上进行魔改，就像小米在安卓上开发出自己的Miui一样。

另外在开发应用上，龙芯目前也在学习iOS和安卓，打算搞出一套自己的龙芯自主编程框架。帮助开发者们更好地开发基于龙架构的各种生态应用。相信过几年应该就可以在微信安卓版旁边看到微信龙芯版了。

其次，在转译方面，龙芯也在努力地搞出一套高效的转译，因为具有完全的自主性，所以添加一些优化进去，会更加方便。不过这个转译效果来看，目前还不够理想，比如前面测试Photoshop，还有一些游戏等，多少会有影响使用的BUG出现。

希望在未来优化过后，能做到苹果一样的效果就好，效率也不用特别高，能达到转译前的80%左右就行，主要是兼容性要好。这样才能吸引更多的Windows用户过来。

另外，根据介绍，接下来龙芯这套转译系统还会支持ARM上的应用，所以不久后应该就能看到一些安卓应用在龙芯上跑起来了。

最后就是如何吸引开发者过来，说实话，这是一个很难破解的难题。想要有更多的开发者，就需要有很大的用户基础，想要更多的用户，就需要有开发者开发出好用的程序。

因此，想要打破这个循环，就需要有一方做出部分牺牲，是用户牺牲体验，还是开发者牺牲收益。目前来看，龙芯的做法只能是后者。毕竟，在开放性的市场，不能让按着用户的头来用自己的产品。所以龙芯现在大力加强浏览器，影音软件等基础软件体验，然后再联合微信，QQ，腾讯会议，飞书等这样的大企业把必要的应用生态做好，吸引更多的用户进来，从而进入到一个良性循环。

芯片追赶，一切才刚开始

两年前，我们还在为中国自主的CPU的性能突破庆祝，现在，3A6000的出现，让性能不再成为国产CPU的短板。我们反而开始担心起来没有软件在这颗处理器上运行起来。

起初我想用甜蜜的负担来形容这一切，后来我发现，想要打造自己的芯片，其实远比我们想的要难。

当你的芯片性能足够好的时候，你还需要建立起一整套自己的生态体系，用户才能买单。

在这一点上，龙芯才刚开始。

虽然竞争对手已经霸占市场多年，但龙芯的机会还是有很多的。从上到下的自导自主，意味着很多方面优化起来会更加方便。比如传统X86平台的电脑，在运行一些机密软件的时候，需要配一台密码机才可以，而龙芯因为内部添加了这些加密的指令集，所以使用龙芯电脑的时候，不需要添任何外部设备，就可以运行这些加密的软件。

在生态上的追击，龙芯表现出的决心更大，在今年的多场演讲中，胡伟武多次提到，在性能追平后，将全力转到生态建设上来，目前龙芯自己就有几百名软件开发人员，下游的开发人员更是达到了几十万。相信几年后，我们就能看到一套生态基础完善，迈入良性循环的龙芯体系。

在GPU方面也是如此，现在我们已经有了超过英伟达A100的壁仞100，但英伟达靠着CUDA已经培养出一大批在GPU上编程的开发者。这就像苹果的iOS一样，背靠如此多的开发者，就会有非常多的应用给用户使用。对于英伟达来讲，CUDA就是它的iOS。

目前刚刚起步的国产GPU公司也意识到这个问题，像壁仞和摩尔线程，它们在追赶性能的同时，也在大力发展自己的社区，兼容目前主流的开发框架。

国产芯片的未来，让人无比期待，龙芯用了20年就追上了别人60年的水平，所以现在，请大家给予国产GPU芯片的一些宽容和支持，生态环境还需大家一同建设。

参考资料：

https://www.oschina.net/news/251812 龙芯中科官方公众号