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国产CPU单核性能有多强?已达五年前的Core i3一半水平

互联网+ 奇跡の海 1年前 (2017-08-31) 318次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码

中国公司在移动处理器市场上已经有了一席之地,关注国产处理器发展的人应该知道国内现在还有两个痛点,一是先进的半导体制造工艺,国内最先进的还是 28nm,比 Intel、三星、TSMC 要落后两代以上。

第二个遗憾就是高性能处理器了,尽管申威处理器已经帮助太湖之光实现了 TOP500 第一,但是很多人还是不甘心,非要跟 Intel 比输赢才算,而且必须要看单核性能。那国产 CPU 到底是什么水平?科技日报称国产 CPU 单核性能已经达到了 Intel Core i3 处理器的一半性能。

国内核高基项目已经开展十多年来的,所谓核高基是指核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品三大产品,在 2006 年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020 年)》中,它与载人航天、探月工程等并列为 16 个重大科技专项。

在这个国家重大科技专项中,CPU 处理器无疑是备受瞩目的焦点,原文列举了国产 CPU 这么多年来取得一些重大突破,包括采用全国产 CPU 处理器的“神威·太湖之光”超算整机在 2016 年的第 47 次和第 48 次世界超算 TOP500 排名中位列第一;基于“神威·太湖之光”超级计算机完成的“全球大气非静力云分辨模拟应用”获得 2016 年度戈登贝尔奖,实现中国这一领域零的突破。“十二五”期间,部分采用国防科技大学“飞腾 1500”CPU 的“天河二号”超级计算机也曾多次排名世界超算第一。国产 CPU 单核性能有多强?已达五年前的 Core i3 一半水平

不过全文吸引我的地方是介绍了国产 CPU 在性能上的进步,特别是单核性能上,其中提到飞腾、龙芯、申威和兆芯等国产 CPU 的单核性能从“十二五”初期不到 Intel i3CPU 的 10%分别提升到 36.4%、33.3%、25.8%和 51.5%。

而其中特别点名的是兆芯公司,这也是为数不多做 X86 处理器的国内企业,“国产兆芯 x86 通用处理器的成功自主研发和量产,令国产桌面处理器在性能方面完成了一次跨越式的提升,从“十二五”初期的不足国际整体水准的 7%提升到了目前的 50%,综合性能体验达到 80%。”

从这个报道来看,国产 CPU 单核性能已经达到了 Core i3 处理器一半左右的性能,不过这是宣传性的报道,原文并没有提及具体的对比,比如是哪款 Core i3 处理器,达到 51.5%性能的又是哪款国产处理器,不过我们可以来推测一下。

原文说的不足 10%性能是十二五初期,而十二五计划是 2011-2015 年,这个初期大概是 2011-2012 年,Intel 同期的 Core i3 处理器应该是 Sandy Bridge、Ivy Bridge 的了,我们降低点难度,就选 SNB 的 Core i3-2100 处理器吧。

至于达到 SNB Core i3 一半性能的处理器基本上只有兆芯的了,因为申威、龙芯、飞腾等处理器使用的不是 MIPS 就是 ARM 或者 SPARC 架构,单核性能跟 X86 相比有点难,而兆芯的也是 X86 指令集,官网上列出的最新产品是 ZX-C+系列,28nm 工艺的四核及八核处理器,不过今年以来他们展示了最新一代的 ZX-D 处理器,工艺、架构都没多大变化,4 核版频率最高还是 2GHz,支持 AVX 2 指令集,支持 DDR4 内存。

由于兆芯的处理器大部分都活在 PPT 或者展会上,主要产品也是流向政府采购,所以实际性能很少有人了解,该公司倒是公布过几次,如下图所示:

国产 CPU 单核性能有多强?已达五年前的 Core i3 一半水平

官方的宣传图中提到过 ZX-D 4 核处理器的 SPEC2006 测试成绩,单任务整数(SPECint_2006)、浮点(Specfp_2006)都在 20 分多点,多任务整数达到了 60 多分,浮点也有 45 分的样子。既然是比单核性能,那就看单核分数吧,特别是整数性能。

在 SPEC 网站上可以找到多个 Core i3-2100 处理器的 SPEC 整数结果,多数都在 36-40 分,这么一比的话 ZX-D 性能还真的能达到 Core i3 一半左右的性能了,不过别忘了 ZX-D 处理器频率不过 2GHz,而 Core i3-2100 是 3.1GHz,换算到同频率的话,兆芯处理器差不多能达到 Core i3 的三分之二了。

不过 SPEC2006 的测试很负责,不同的配置跑出来的结果差异很大,包括编译器在内的设置都会有影响。此外兆芯公布的数据是否真实也要打个问号,他们在这方面也不是没有先例,早前在宣传 ZX-D 处理器时兆芯就用过下面这张图:

国产 CPU 单核性能有多强?已达五年前的 Core i3 一半水平

这里跑的是 Fritz Chess 国际象棋,大家应该很熟悉了,软件支持多线程,所以 ZX-C+、ZX-D 四核处理器的性能还可以,8 核 3GHz 的 ZX-E(这个是 16nm 工艺的,大概还在流片阶段吧,并没有发布呢),性能跟 Skylake 架构的 Core i5-6600 相近了。

不过这个表格因为很多数据并不准确而被人吐槽,后来被官方和谐了。另外,AMD 的 Raven Ridge APU 性能也在这个表格里被曝光了,这时候 AMD 的 Ryzen 处理器都没上市呢。

搜罗了一下午的数据,主要就是为了验证这篇新闻中说的国产 CPU 的单核性能,从有限的结果来看,如果没有夸大数据,那么国产 CPU 的单核性能还真有可能达到十二五初期的 Core i3 一半左右的性能,这已经是个很大的进步了。

但是也没什么骄傲的,2017 年还没上市的新品性能达到五六年前的处理器的一半水平,这说明差距还是非常大的,兆芯的 ZX-C+系列的 FC-1080 8 核处理器在 Sandra 中的 CPU 理论测试中也不过是跟 Core i3-2100 相近,都在 38-40Gflops 左右,即便双方频率上有一个是 2.0GHz,一个是 3.1GHz,但差距就是差距,Intel 有先进的制造工艺,国内现在只能依赖 TSMC 或者国产的 28nm,兆芯下一代的 ZX-E 才能用上 16nm,但这个处理器现在还是放卫星状态,具体什么时候上市都是未知数。


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