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

　　29。 Compress-pbzip2

　　用并行的bzip2算法压缩Linux内核源码包，统计所需时间。多线程程序。

　　网络应用

　　30。 Apache

　　Apache基准程序，评价标准是发出100万的请求，100个并发，看系统每秒能够处理多少。多线程性能测试。

　　31。 ebizzy

　　Ebizzy测试。Ebizzy可以生成类似Web服务器的工作负载。

　　32。 postmark

　　这是一个测试NETAPP的POSTMARK基准测试，旨在模拟类似于Web和邮件服务器所承受的任务的小文件测试。此测试配置文件将设置POSTMARK以同时执行500个文件的25000个事务，文件大小介于5到512千字节之间。

图11压缩算法和网络应用测试

　　从以上的测试结果可以看出，在压缩算法以及网络应用上，龙芯3A3000和J1900性能接近。和i5-7200U处理器相比，差距也在有两倍左右。需要指出的是，除了gzip是单线程测试，其余的测试都是多线程测试。

　　内存测试

　　33。 Cachebench

　　这是Calebench的性能测试，它是LLCBench的一部分。Cachebench是用来测试内存和缓存带宽性能的。

　　34。 stream

　　系统内存(RAM)性能基准测试。

图12访存性能测试

　　在stream测试和CacheBench测试中，龙芯3A3000终于实现了对J1900的全面优势。另外，除了在Cachebench中有两项数据明显若与i5-7200U，在其他测试内容中龙芯3A3000和i5-7200U性能相当。能有这样好的性能，还是因为龙芯处理器历史上因为访存性能太差深受其害，然后花了很大的力气优化了访存。可以期待龙芯3A4000一样会有较好的访存性能。

　　最后，根据openbenchmarking网站上找到的部分FT1500A和FT-2000+的数据，和龙芯3A3000进行了对比。

基本上，龙芯3A3000的性能强于FT1500A，但明显弱于FT-2000+。和FT1500A相比，FT-2000+性能有了很大的提升，部分得益于工艺的改进，从28纳米提升到了16纳米;部分得益于架构的更新。我们预测，龙芯3A4000在继续使用28纳米工艺的前提下，将能够在单核性能上追平甚至超越飞腾2000+处理器。由于飞腾2000+处理器有多达64个核，龙芯要在多核性能追赶飞腾还有很长的路要走。

　　3A3000在Monte Carlo模拟上性能意外的糟糕，很可能是某关键函数缺少优化。

　　总结与展望

　　从纵向上看龙芯的发展，相比龙芯2F，龙芯3A3000的性能有了很大的进步。工艺上，从龙芯2F的90nm，提高到了龙芯3A3000处理器的28nm;主频从龙芯2F的800MHZ提高到了1.5GHz。在用户实际应用上，基本可以达到流畅使用的程度。与Intel处理器相比，龙芯3A3000综合性能相当于Intel J1900处理器，单核性能相当于intel i5-7200U的30%~40%。

　　通过本文中所进行的34项测试，我们发现龙芯3A3000在性能不好的根源有以下几个：

　　同主频性能较弱。从同主频性能来看，龙芯3A3000已经超过了J1900，但只有intel i5-7200U的60%~70%。预计2019年流片的龙芯3A4000同主频性能至少有30%的性能提升。

　　主频太低。这是龙芯处理器让众多爱好者耿耿于怀的的一个难以回避的弱点。诚然，主频不代表所有性能，但主频太低是万万不行的。J1900的同主频性能弱于龙芯3A3000，但由于它的主频可以到1.99GHz，并且还可以睿频到2.4GHz，在多项测试中一样超过了龙芯3A3000、Intel i5-7200U基础主频达到2.5GHz，睿频可以到3.1GHz。飞腾2000+主频可以到2.2GHz，而兆芯的KX-6000主频甚至可以到3.0GHz。飞腾、兆芯处理器可能在同主频性能上弱于龙芯，但还是可以靠着较高的主频击败龙芯3A3000。

　　龙芯主频较低的原因之一是落后的工艺制程，目前还在使用28nm工艺，而Intel、飞腾、兆芯等已经在使用14nm工艺。根据龙芯的发展规划，到2020年龙芯将使用14nm工艺对了龙芯3C5000进行流片，主频能够达到2.5GHz。

　　系统软件优化不够。在测试中，我们发现的问题有三角函数等数学函数运算速度过慢，看起来部分硬件浮点运算的没有得到应用，而且龙芯缺少一个优化的数学函数库。在加密解密指令上，缺少AES硬件实现。在测试中，我们发现使用Debian操作系统、GCC 7.3和1.4GHz的龙芯3A3000进行的各项测试基本优于使用Loongnix操作系统、GCC 4.9编译器和1.5GHz龙芯3A3000的组合。我们认为编译器的优化对发挥龙芯的性能非常重要。在测试中，我们也发现使用4.14的Linux内核会比3.10的Linux内核上有相当程度的性能提升，龙芯依然缺少优化的Linux内核。

　　应用软件优化不够。由于MIPS架构缺少软件生态，各种应用软件缺少针对MIPS架构的优化。具体表现就是在很多软件有针对X86系统的汇编优化。要建立龙芯的生态，发挥龙芯处理器的性能，相同级别的优化不可缺少。

　　随着龙芯未来架构的优化、主频的提升，影响龙芯发展的瓶颈将不是处理器的性能，而是软件生态的建设，也就是系统软件优化以及应用软件优化。其中，各种应用软件的优化将是提升龙芯用户体验的捷径。实际上，龙芯也已经意识到了这些问题，提出了要学习苹果，”app by app， feature by feature， pixel by pixel”的进行优化。

　　当下，龙芯3A4000的流片工作正在开展，预计到2019年初就能看到芯片了。在3A4000出现之前，我们对3A4000的性能进行一下预测。基于我们的评测，我们认为，3A4000的同主频性能将从i5-7200U的60%~70%，提升到80%~90%，2.0GHz下单核性能达到i5-7200U的2/3，多线程性能超过i5-7200U。和国内其他CPU相比，龙芯3A4000的同主频性能将超过飞腾以及兆芯，单核性能也将超过飞腾2000+，但由于3A4000落后的28 nm工艺、依旧较低的主频(2.0 GHz)，龙芯3A4000的综合性能将可能依旧无法超过主频3.0GHz的兆芯KX-6000。如果2019年兆芯KX-6000不能大规模量产上市，龙芯3A4000还是有可能成为2019年国内可以买到的单核性能最强的国产自主处理器。

　　龙芯处理器和Intel、AMD的高性能处理器差距还是非常巨大，龙芯要走的路还很长。期待龙芯在未来采用更好的工艺，更优化的微架构，也期待龙芯能够在编译器、数学库、操作系统等系统软件支持上有更好的表现，构建更好的应用软件生态系统，期待着龙芯3A4000、3B 4000、龙芯3C 5000早日流片成功。

　　以上的评测只是一个非计算机专业的普通爱好者个人所为，不具有权威性，水平有限，时间仓促，数据繁多，有错误和疏漏在所难免，还请批评指正。

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