一、前言：真正100%自研的新一代龍芯處理器

20年前，龍芯1號處理器面世，基于MIPS授權(quán)指令集。

2021年，龍芯中科發(fā)布了一款跨時代的產(chǎn)品，也就是龍芯3A5000處理器。

這款處理器采用了龍芯自主研發(fā)的LoongArch指令集，也就是龍架構(gòu)，這也是中國歷史上首個100%自研的芯片指令集，徹底擺脫了對國外廠商的依賴。

龍芯3A5000首次實現(xiàn)了從指令集、微構(gòu)架到芯片設(shè)計的完全自研，是一款根紅苗正的100%純國產(chǎn)處理器。

不過在性能方面，龍芯3A5000與市面上主流的酷睿/銳龍?zhí)幚砥飨啾冗€有著非常明顯的差距。

2023年8月，龍芯中科推出了龍芯3A6000處理器，這是龍芯第四代微架構(gòu)的首款產(chǎn)品，基于12nm制程工藝制造，集成4個最新研發(fā)的高性能6發(fā)射64位LA664處理器核，核心頻率2.5GHz，支持128位向量處理擴展指令（LSX）和256位高級向量處理擴展指令（LASX）。

與同樣是12nm制程工藝、2.5GHz主頻的龍芯3A5000相比，龍芯3A6000的單核性能提升了60%以上。

另外，龍芯3A6000處理器還加入了超線程技術(shù)，達(dá)到了4核心8線程，綜合下來多核性能提升幅度超過了100%。

在性能上，這款處理器已經(jīng)可以媲美Intel 10代酷睿和AMD Zen2處理器。

另外有一點不得不提，不同的芯片指令集在軟件兼容性方面會存在一些問題，比如當(dāng)年蘋果從X86構(gòu)架轉(zhuǎn)向ARM的時候，導(dǎo)致MAC OS上大量的X86應(yīng)用無法正常使用。

為了解決LoongArch指令集在軟件兼容方面的問題，龍芯中科一方面與軟件廠商合作，比如現(xiàn)在QQ、微信、WPS、釘釘、騰訊會議等大批常見的應(yīng)用已經(jīng)對LoongArch指令集做了適配。

另外一方面，龍芯團隊利用二進(jìn)制翻譯技術(shù)，實現(xiàn)了LoongArch指令集對于MIPS、X86、ARM等主流構(gòu)架的兼容，現(xiàn)在龍芯3A6000處理器就可以直接運行一些X86應(yīng)用。

二、圖賞：BGA整合于主板之上

龍芯3A6000處理器，LA664核心，采用的BGA封裝直接焊接在主板上。

參與對比測試的還有Intel酷睿i3-10100F處理器和AMD銳龍3 3100處理器。

送測的龍芯主機配置為愛國者ES650電源、DDR4 3200MHz 8GBx2內(nèi)存、大華C900 256GB SSD、銘影RX 580 8GB顯卡。

致銘RX 580 8GB顯卡。

拆掉CPU散熱器。

三、SPEC CPU 2006與Stream測試：與i3-10100F互有勝負(fù)

1、SPEC CPU 2006

SPEC CPU 2006是一個大型的CPU性能測試項目，包含了12個整數(shù)性能測試項目，和17個浮點性能測試項目，每個子項目都單獨評分，然后把各個子項的測試成績進(jìn)行幾何平均得出總分。

SPEC CPU 2006的測試十分漫長，我們分別測試了幾款處理器的單核與多核性能。

在SPEC CPU 2006浮點測試中，龍芯3A6000的單核分?jǐn)?shù)為54.2，多核分?jǐn)?shù)為142。

與上代的龍芯3A5000相比，單核與多核性能都實現(xiàn)了翻倍的提升。

與銳龍5 3100相比，龍芯3A6000在單核性能上有10%的差距，多核性能則有14%的差距，而銳龍5 3100的頻率比龍芯3A6000高出了56%，就IPC性能（同樣核心數(shù)、相同頻率下的性能）而言，龍芯3A6000要更強一些。

酷睿i3-10100F的成績有點意外，雖然核心頻率高達(dá)4.0GHz，比龍芯3A6000高了60%，但其單核分?jǐn)?shù)竟然比起龍芯還差了5%，多核性能也只強了6%。

在SPEC CPU 2006整數(shù)測試中，龍芯3A6000的單核分?jǐn)?shù)為54.2，多核分?jǐn)?shù)為142，對比龍芯3A5000分別大幅提升了76%、83%。

單核性能已經(jīng)與銳龍5 3100、酷睿i3-10100F不相上下，多核性能差距也不大。

2、Stream測試

Stream是業(yè)界主流的內(nèi)存帶寬測試程序，、對CPU的計算能力要求很小，對CPU內(nèi)存帶寬壓力很大。隨著處理器核心數(shù)量的增大，而內(nèi)存帶寬并沒有隨之成線性增長，因此內(nèi)存帶寬對提升多核心的處理能力就越發(fā)重要。

雖然我們使用的是DDR4 3200MHz內(nèi)存，但i3-10100F最高只能運行在2666MHz頻率上，其多線程內(nèi)存訪問速度反而還不如龍芯3A6000，不過龍芯3A在單線程訪問速度方面比起i3-10100F來還有比較大的差距。

四、UnixBench整機系統(tǒng)綜合性能測試

UnixBench主要是測試一臺電腦處理日常事務(wù)的效率，包括文本處理、浮點函數(shù)、文件讀寫、進(jìn)程創(chuàng)建、管道通信、腳本執(zhí)行等等。也就是說UnixBench并非只是單純的CPU測試，而是測試系統(tǒng)的整機綜合性能。

以下是龍芯3A6000的測試截圖：

單核成績2429分。

多核成績?yōu)?824分。

首先與上代的龍芯3A5000對比，同樣的2.5GHz頻率，龍芯3A6000的單核性能提升幅度高達(dá)40%，在加入了超線程之后，多核性能提升幅度高達(dá)72%。

與i3-10010F相比，由于后者頻率高達(dá)4.0GHz，多核性能較龍芯3A6000強了8%左右，單核性能則強了3%。要知道他們之間的頻率可是相差了足足1.5GHz，由此可見龍芯3A6000的IPC性能并不弱于十代酷睿，甚至還要強上不少。

銳龍3 3100的情況與i3-10100F類似，其單核性能比龍芯3A6000強了3%，多核性能強了18%左右，考慮到它的頻率高了1.4GHz，在IPC性能方面，依舊是龍芯3A6000要更強一些。

四、在線視頻體驗：4K30FPS零掉幀、4K60FPS輕微掉幀

1920*1080分辨率，視頻幀率30FPS，碼率5127Kbps，播放8501幀，CPU占用率5~10%，掉幀為0。

3840*2160分辨率，視頻幀率30FPS，碼率17019Kbps，播放33844幀，CPU占用率10%左右，0掉幀。

更換一個4K60FPS的視頻，碼率17074播放市場1000秒共59421幀，掉了17幀，CPU占用在10~20%之間跳動。

平均就是每60秒會掉一幀，也就是一分鐘里面有59秒能夠穩(wěn)定60幀，剩下1秒掉到59幀，這個掉幀不會影響觀影體驗。

五、總結(jié)：IPC性能可以媲美13代酷睿 龍架構(gòu)生態(tài)完善離不開大家的支持

在性能上，龍芯3A6000處理器相比上代的龍芯3A5000進(jìn)步非常明顯，實測單核性能提升60%以上，多核性能差不多有100%的提升，基本符合官方宣傳的媲美Intel十代酷睿和AMD Zen2處理器。

在多項單線程性能測試中，龍芯3A6000處理器僅憑2.5GHz的頻率就戰(zhàn)勝了4.0GHz主頻的i3-10100F處理器，多核性能的差距也在個位數(shù)。

這表明在IPC性能方面，龍芯3A6000處理器超出了i3-10100F至少30%以上，差不多可以媲美13代酷睿處理器。

在龍芯3A6000之后，明年還將會有8核心的3B6000、16核心的3C6000和32核心的3D6000，隨著核心數(shù)的增加，他們在性能上將會更加靠近Intel主流的13代酷睿處理器產(chǎn)品。

在日常體驗方面，龍芯3A6000處理器可以流暢播放1080P30幀、4K30幀高碼率視頻，在播放4K60幀視頻時，也能做到極少掉幀，同時CPU占用率僅有10%左右，可以放心進(jìn)行多任務(wù)處理。

至于不足之處，就是軟件的兼容性了。雖然通過二進(jìn)制翻譯能讓龍芯3A6000處理器運行一些其他指令集的軟件，但是在效率和流暢度方面，和原生適配LoongArch指令集的應(yīng)用比起來還是差了一些。

但隨著龍芯處理器用戶群逐步擴大，相信LoongArch軟件生態(tài)會越來越完善，這也將形成未來會有更多用戶購買龍芯產(chǎn)品這樣一個良性循環(huán)。