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國(guó)產(chǎn)CPU大飛躍 單核性能大盤點(diǎn)

2023/12/21
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2023年是國(guó)產(chǎn)CPU性能爆發(fā)式提升的一年,無(wú)論是X86、ARM路線CPU,還是自主指令集CPU,其IPC和單核性能均大幅提升。國(guó)產(chǎn)CPU性能已經(jīng)足以滿足日常使用,在信創(chuàng)市場(chǎng)的大部分應(yīng)用場(chǎng)景中已經(jīng)性能過(guò)剩,各家CPU呈現(xiàn)出你追我趕的態(tài)勢(shì)。

龍芯

龍芯發(fā)布了3A6000,這款CPU的SPEC06定點(diǎn)成績(jī)達(dá)到43+,在IPC上的飛躍是最讓人驚駭?shù)?,?A5000的10+/G,一下子提升到17+/G,在IPC上追平英特爾13代酷睿,在單核性能上,2.5Ghz的3A6000就足以打平3.6Ghz的10代I3。有鑒于愛(ài)好者把3A6000的主頻提升到2.7Ghz,以及華碩主板+散熱改善后可以把主頻提升到3Ghz,足以證明3A6000的巨大潛力。

另外,基于LA664開(kāi)發(fā)的3D6000,這款服務(wù)器CPU的潛力非常巨大,由于服務(wù)器CPU的主頻普遍偏低,這會(huì)抹平龍芯在主頻上與英特爾的差距。明年流片的3B6000,規(guī)劃是微結(jié)構(gòu)小改,工藝保持不變,IPC達(dá)到20/G,主頻2.5G,SPEC06定點(diǎn)超過(guò)50分。這個(gè)單核性能將繼續(xù)領(lǐng)跑國(guó)產(chǎn)CPU。3B6000發(fā)布后,龍芯市場(chǎng)推廣的最大問(wèn)題已經(jīng)是不再是硬件性能,還是軟件生態(tài)。

SW ? ?

SW由相關(guān)單位設(shè)計(jì),在超算上非常成功,神威超算多次在TOP500上名列第一,由于種種原因,SW的相關(guān)信息官宣甚少。申威用實(shí)踐證明,獨(dú)立自主與CPU高性能可以兼得,沒(méi)必要一定依附于X86和ARM,中國(guó)人自主定義指令集完全走的通。

飛騰

飛騰今年發(fā)布了S5000C。根據(jù)此前PPT,S5000搭載FTC860核,2.8GHz,SPEC06不少于25分。由于失去臺(tái)積電流片渠道,只能選擇境內(nèi)工藝,因而主頻有所降低,在官方PPT上,S5000C的成績(jī)是SPEC06不少于22分。

另一個(gè)PPT上,S5000C的核心是FTC862核,采用境內(nèi)工藝,宣稱是境內(nèi)設(shè)計(jì),境內(nèi)流片,首個(gè)國(guó)產(chǎn)工藝DDR5和PCIe5.0。單核成績(jī)?yōu)?1.9,這比此前公布的不少于22分高了30%以上。

有鑒于SPEC17測(cè)試中,使用phygcc編譯器,F(xiàn)T2000/4能跑到3分,而gcc下測(cè)試成績(jī)?yōu)?.93,phygcc編譯器的優(yōu)化效果堪比ICC對(duì)X86的優(yōu)化。

因而存在2個(gè)可能,一是FTC862比FTC860強(qiáng)30%以上,二是FTC862單核SPEC06 31.9的成績(jī)同樣使用了phygcc編譯器,并且開(kāi)了一些優(yōu)化選項(xiàng)。

當(dāng)然,能夠通過(guò)編譯器優(yōu)化也是本事,畢竟最終用戶體驗(yàn)等于軟件+硬件,只要phygcc的代碼能夠被納入GCC最新版本,被大家廣泛使用,或者phygcc能夠在特定領(lǐng)域小范圍推廣開(kāi),那么這種優(yōu)化就是有效的。如果phygcc只是敝帚自珍,開(kāi)源軟件和商業(yè)軟件都不用,那么這種優(yōu)化跑分就只能像ICC跑分那樣自?shī)首詷?lè)了。

總結(jié)一下,S5000C的IPC實(shí)現(xiàn)了大飛躍,這個(gè)IPC已經(jīng)很不錯(cuò)了,F(xiàn)TC860核可以對(duì)標(biāo)ARM A76,F(xiàn)TC862性能在ARM A76和A78之間。

鐵流傾向于FTC862略強(qiáng)于FTC860,但和ARM A78有差距,這一點(diǎn)從官方PPT上,在制造工藝從臺(tái)積電7nm變成成熟工藝后,S5000的SPEC06 int是不少于25分,而S5000C的SPEC06 int是不少于22,這可以看出來(lái),兩者是同一代,而且在工藝降級(jí)后主頻下降,單核性能也隨之下降。

從以往的PPT上,F(xiàn)TC862只是FTC860同一代小改版本,CPU基本框架差不多,IPC提升30%的性能差距必須是CPU核換代才行,SPEC06 ?31.9的成績(jī)高概率是phygcc編譯器下跑出的成績(jī)。

不過(guò),無(wú)論是單核22+,還是單核31.9,對(duì)于信創(chuàng)來(lái)說(shuō)已經(jīng)夠用了,在單核和多核上,相對(duì)于上一代S2500、FT2000/G等CPU都是巨大的提升。

兆芯

2023年,兆芯發(fā)布了KX-7000,KX-7000在目前所有國(guó)產(chǎn)CPU中主頻最高,基頻3.0到3.2Ghz,最高工作頻率3.7Ghz。據(jù)網(wǎng)友跑分泄露,spec06(@3.7G)定點(diǎn)超過(guò)40分,IPC達(dá)到10+/G,在IPC上相對(duì)于KX-6000提升巨大,已經(jīng)接近第二代銳龍。

相對(duì)于其他國(guó)產(chǎn)CPU,KX-7000集成了GPU,支持DirectX12、OpenCL 1.2、OpenGL 4.6以及H.265硬件編解碼,最高支持雙路4K顯示。這會(huì)使兆芯電腦不需要額外獨(dú)立顯卡,降低了整機(jī)成本。

在信創(chuàng)市場(chǎng)中,兆芯spec06 40分的性能已經(jīng)明顯過(guò)剩了。過(guò)去,兆芯的IPC只有6/G,這次IPC提升到10+/G,提升巨大,也許正如AMD開(kāi)發(fā)出銳龍一舉翻身,兆芯KX-7000會(huì)使改變公眾對(duì)兆芯的既往印象。

由于兆芯一直有價(jià)格優(yōu)勢(shì),只要兆芯繼續(xù)發(fā)揮這方面的優(yōu)勢(shì),進(jìn)一步壓縮成本,加上其X86指令集能跑Windows,做一些上網(wǎng)本、電腦盒子,是非常有希望進(jìn)入商業(yè)市場(chǎng)的。

結(jié)語(yǔ)

從實(shí)踐上看,無(wú)論是技術(shù)引進(jìn)CPU,還是自主路線CPU,在IPC上均有跨越式進(jìn)步,都已經(jīng)跨入10/G門檻。5年前,10/G還是國(guó)產(chǎn)CPU的目標(biāo),不過(guò)5年的時(shí)間,10/G成為了國(guó)產(chǎn)CPU的及格線。由于單核性能對(duì)CPU和用戶體驗(yàn)最為關(guān)鍵,鐵流對(duì)國(guó)產(chǎn)CPU與英特爾、AMD CPU單核性能做了對(duì)比和盤點(diǎn)。

總體來(lái)看,龍芯和兆芯已經(jīng)達(dá)到40分,國(guó)產(chǎn)ARM CPU稍遜一籌,單核成績(jī)?cè)?2-31分。相對(duì)于英特爾13代I3 單核(int)67分的成績(jī),國(guó)產(chǎn)CPU尚有較大提升空間。

未來(lái),比拼的重點(diǎn)在各家CPU的發(fā)展后勁,比拼的是技術(shù)能力和更新速度。考慮到大陸的制造工藝水平,如果采用12nm工藝的情況下,60分會(huì)是一個(gè)坎,如果采用5/7nm工藝,70分會(huì)是一個(gè)坎。當(dāng)國(guó)產(chǎn)CPU把單核性能提升到60-70分水平,也就是追平13代酷睿,這個(gè)性能已經(jīng)足以滿足3A游戲需求,屆時(shí),國(guó)產(chǎn)CPU也會(huì)像英特爾那樣“擠牙膏”,會(huì)更重視降低功耗,降低芯片面積,降低CPU成本。

從國(guó)際大環(huán)境上看,由于俄烏和巴以沖突,美國(guó)在對(duì)外干涉上已經(jīng)比較乏力。只要臺(tái)海不爆發(fā)沖突,美國(guó)對(duì)華制裁的烈度在幾年內(nèi)不會(huì)超過(guò)前幾年。技術(shù)引進(jìn)CPU再度發(fā)生“絕版”的概率偏低。在中美斗而不破的大環(huán)境下,引進(jìn)CPU的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)大幅降低。這樣一來(lái),國(guó)產(chǎn)CPU將進(jìn)入比拼性能、價(jià)格、生態(tài)、服務(wù)的階段。

有鑒于幾家國(guó)產(chǎn)CPU均走上正軌,只要在更新2-3代,把單核性能提升到13/14代酷睿水平,把成本和價(jià)格壓下來(lái),把軟件生態(tài)進(jìn)一步豐富,5年后就希望依靠性價(jià)比侵蝕英特爾、AMD的市場(chǎng)份額。

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鐵君公眾號(hào)主筆,主要關(guān)注領(lǐng)域?yàn)榘雽?dǎo)體、操作系統(tǒng)、人工智能、通信、云計(jì)算。