国产龙芯3A3000处理器评测：与英特尔差距明显

国产龙芯3A3000处理器评测：与英特尔差距明显

　　3.fhourstones

　　解Connect-4游戏，测试处理器的整数性能。单核性能测试。

　　4。 gmpbench

　　用GMP 6.1.2数学库进行的性能测试。注意，gmpbench只考虑程序的整数性能，不是浮点性能。单核性能测试。https：//gmplib、org/gmpbench、html

　　5。 minion

　　Minion是一个设计上具有可扩展性的开源约束求解器。单线程性能测试。

　　6。 mpcbench

　　GNU MPC是复数算术的C库。单线程性能测试。

　　multichase

　　This is a benchmark of Google‘s multichase pointer chaser program。单线程，多线程性能测试。

图6 FFTE、Fhourstone、Minion、Multichase性能测试

　　在以上的测试中，我们找到了两个关于J1900的测试数据，其中ffte性能仅相当于龙芯3A3000的2/3， fhourstone性能是龙芯的1.1倍。从总体性能上看，i5-7200U在以上的性能测试是龙芯3A3000的2倍到4.5倍不等，集中分布在2.3倍左右，我们预测龙芯3A4000的单核性能在这些测试中能达到i5-7200U的85%左右。i5-7200U在gmpbench和mpcbench中测试中性能是龙芯3A3000的4.5倍左右，优势明显，可能与数学库或者编译器的优化有关。

　　8 Bullet

　　Bullet物理引擎。 Bullet是一个开源的物理模拟计算引擎，世界三大物理模拟引擎之一。单线程性能测试。

　　9。 himeno

　　The Himeno benchmark is a linear solver of pressure Poisson using a point-Jacobi method。单线程性能测试。

　　10。 tscp

　　这是TSCP，Tom Kerrigan的简单国际象棋程序的性能测试，它有一个内置的性能基准。单线程性能测试。

图7 Bullet、Himeno和TSCP测试

　　在这一组测试中，i5-7200U优势非常明显，除了在国际象棋性能测试TSCP上速度是3A3000的3.6倍，在其他测试中速度基本都是龙芯3A3000的4倍以上，在bullet的ragdoll测试中性能甚至达到了龙芯3A3000的30倍。我们对bullet的代码进行了分析，发现其中有大量的SIMD相关的代码以及针对X86处理器的汇编语言优化。这是bullet在Intel处理器下运行速度快的重要原因。而针对Ragdoll测试，我们发现代码中有大量的三角函数运算，而龙芯目前三角函数的计算是有问题的，没有启用硬件浮点，而是使用的软件模拟，因此速度较慢。

　　11。 hpcg

　　高性能共轭梯度算法，由桑地亚国家实验室开发的面向超算的科学基准程序。多线程测试。

　　12。 npb

　　NPB，NAS并行基准，是美国国家航空航天局为高端计算机系统开发的基准。此测试配置文件目前使用MPI版本的NPB。多线程测试。

　　13。 n-queens

　　OpenMP版本的N-皇后问题解法器。问题大小是18。多核性能测试。

　　14。 mafft

　　100个丙酮酸脱羧酶序列的比对。多线程性能测试。

　　15。 primesieve

　　Primesieve使用高度优化的Eratosthenes筛法实现来产生素数。Primesieve对CPU L1/L2缓存性能进行基准测试。多线程性能测试。

图8 HCCG、NPB、N-Queens、MAFFT和Primesieve测试

　　以上的测试都是多线程的性能测试，HPCG测试中i5-7200U性能达到了龙芯3A3000的3.76倍。在NPB的测试中，龙芯在其中3项超过了J1900，另外两项不如J1900。在N-皇后问题、MAFFT以及素数筛选的测试中，i5-7200U性能是龙芯3A3000的两倍左右;如果龙芯3A4000性能能够达到3A3000的两倍，在这几个测试中龙芯3A4000将能够达到i5-7200U的性能。再次强调一下，这是多线程测试!

　　加密算法

　　16。 Botan

　　Botan是一个跨平台的C++的开源加密库，支持大多数的所有公开的加密算法。(单线程测试)

　　Gnupg

　　用GnuPG加密文件，统计耗时。单线程性能测试。

图9 Botan和Gnupg测试

　　在Botan测试中，龙芯3A3000在部分项目上与i5-7200U的差距在3倍左右。在AES的加密和解密这两个测试中，和i5-7200U有近80倍的性能差异!原因在于i5-7200U存在AES加密解密硬件实现，效率很高，而龙芯3A3000没有这样的功能，或者暂时无法使用该功能。此外，在Botan中同样存在针对X86的汇编优化，在能使用到这些优化的测试中，x86处理器就非常有优势。

　　多媒体编码

　　18~22。 encode-flac， encode-mp3， encode-ogg， encode-opus， encode-wavpack?

　　将音频文件转码为flac，mp3，ogg，opus和wavpack，统计所需时间。

　　espeak

　　这个测试需要花费多长时间的用espeak语音合成引擎读取古腾堡项目的The Outline of Science，并输出到WAV文件。单线程性能测试。

　　24。 dcraw

　　用DCRAW转换多个高分辨率RAW NEF图像文件到PPM图像格式，统计所需要的时间。单线程性能测试。

　　25。 mencoder

　　这个测试使用mplayer的mencoder编码器程序和LIVAVCODEC系列来测试系统的音频/视频编码性。单线程性能测试。

　　26.Vpxenc

　　这是一个标准的视频编码性能测试，使用谷歌的libvpx库和vpxenc命令实现VP8/WebM格式的编码。单核性能测试。

图10多媒体相关性能测试

　　在音视频压缩编码的测试中，龙芯再次完败于Intel处理器，不管是J1900还是i5-7200U。究其原因，还是在优化上。以上这些多媒体应用，针对x86处理器进行了大量的优化，而没有对龙芯处理器进行优化。

　　压缩算法

　　27。 Compress-7zip

　　用7zip程序自带的benchmark功能测试程序的多线程性能。

　　28。 Compress-gzip

　　用tar程序压缩Linux源码包，检验系统自带的gzip程序的单线程性能。

　　优化以后的gzip程序