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技术闲话 | 龙芯处理器真实水准

2022/07/05
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转眼已经进入了7月,2022年的下半年正式开始,回顾2022年的上半年业内还是非常热闹的。比如龙芯抓住了6月份的尾巴成功上市,想来对于国民而言也是一件非常自豪的事情。

但说到龙芯敝人对其态度始终是冷淡的,最直接的坏印象可能跟之前买龙芯芯片不爽有关,但更多的也是出自于一个技术角度的冷静思考。

这里面就不去提老掉牙的龙芯2F和龙芯2H的尴尬性能和表现了,免得被大家说我老以旧眼光看人,有兴趣的可以自己淘宝或者咸鱼去收一台龙梦8089B体验一把,保证你宁可拿个2010年产的单核ARM9处理器平板(蓝魔音悦汇T11AD),也不会想碰龙梦8089B。

这里还是以龙芯官网最新的处理器型号来分析下看看它的水准到底如何。首先还是简单搬运了一下龙芯的数据信息,把相关的参数都整合到一个表格,方便对比。

龙芯信息表

型号 核数 主频 浮点性能 功耗 上市时间
LS3C5000 16 2.2GHz 560Gflops 150W 2021
LS3C5000L 16 2.2GHz 560Gflops 130W 2022
LS3A5000

LS3B5000

4 2.5GHz 160Gflops 35W 2021
LS3A4000

LS3B4000

4 2.0GHz 128Gflops 50W 2019
LS3A3000 4 1.5GHz 24Gflops 30W 2016
LS2K1000LA 2 1.0GHz 8Gflops 5W 2018

来源:https://www.loongson.cn/cpuproduct

从以上表格单看的话结论是应该说优秀?还是中规中矩?还是泯然众人矣?还是不入流?

我是下不了任何结论的,不过没关系我找了下Intel做对比(不要问我为什么拿Intel来比较,这是胡老师(胡伟武)自己天天把Intel挂嘴边,是他要超越Intel,不是我去要求的龙芯超越Intel)。所以我又找来了Intel家的实测数据报告,龙芯的数据是不是实测的就不知道了,也不去乱猜测免得引争议。

Intel信息表

型号 核数 主频 浮点性能 功耗 上市时间
Platinum 8280M 28 4.0GHz 1612.8Gflops 205W 2019
i7-7820X 8 4.3GHz 691.2Gflops 140W 2017
E5-2698v3 16 3.6GHz 588.8Gflops 135W 2014
Silver 4216 16 3.2GHz 563.2Gflops 100W 2019
I5-8269U 4 4.2GHz 166.4Gflops 28W 2018
I7-4702MQ 4 3.2GHz 140.8Gflops 37W 2013
1007U 2 1.5GHz 24Gflops 17W 2013
Z3735 4 1.83GHz 7.98Gflops 2.2W 2014

来源:

https://www.intel.com/content/www/us/en/support/articles/000005755/processors.html

从这两个表格来对比,总结以下我的两个最基本的观点:

1. 龙芯浮点计算性能并不突出。但这是龙芯一贯标榜自己的优势,反正我是没有看得出来这个优势体现在哪?

2.  龙芯功耗表现很一般。胡老师在各大媒体场合一贯宣称龙芯的功耗低,反正我也不知道他这是哪里来的迷之自信?

接下来就开始展开额外再说点,有报道如下写到:

  “3A6000也不会继续提升工艺,依然会采用现有的12nm工艺,但会大幅改进架构设计,架构会从目前的GS464V升级到LA664,因此单核性能有较大提升,达到市场上主流设计——之前传闻的说法是达到11代酷睿的水平(同频下)。”这里先不管单核性能提升多大,至少可以明面上看到龙芯3A5000L目前已经用上了12nm,而我列举的上述Intel处理器E5-2698v3是2014年的22nm工艺制程,不知道胡老师在22nm工艺制程下能不能把龙芯3A5000L继续维持功耗130W?

其次再来看下LS2K1000是2018年重磅发布的,LS2K1000LA只能是更晚,可以看到它的浮点型能达到了8Gflops,但这是在1GHz主频下,就达到了5W的功耗,折算下2.5W/GHz/Core(意味着每核1GHz时功耗达到了达到了恐怖的2.5W)。我们来看Intel在2014年推出的22nm工艺制程的Z3735,四核1.83GHz,虽然实测只有7.98Gflops,但是折算下来是0.30055W/GHz/Core(意味着每核1GHz时功耗只有0.30055W)。想请问下胡老师在同样满足8Gflops浮点性能的情况下能不能做到22nm工艺制程下1.0GHz的LS2K1000LA,达到0.30055W/GHz/Core的功耗?

继续讨论浮点性能,因为Intel这个测试报告日期是2021年的4月,所以Intel最新的11代、12代Core测试结果没有,最新的Xeon测试结果也没有,但是可以拿这个测试报告中最高性能的Platinum 8280M和i7-7820X来用用。

型号 核心 制程 功耗 主频 性能 核功耗 核性能
Platinum  8280M 16 14nm 205W 4.0GHz 1612.8Gflops 1.83W/GHz/Core 14.4Gflops/GHz/Core
i7-7820X 8 14nm 140W 4.3GHz 691.2Gflops 4.0698W/GHz/Core 20.09Gflops/GHz/Core
龙芯3C5000L 16 12nm 130W 2.2GHz 560Gflpos 3.69W/GHz/Core 15.9Gflops/GHz/Core
龙芯3C5000 16 12nm 150W 2.2GHz 560Gflpos 4.26W/GHz/Core 15.9Gflops/GHz/Core

相比就很明显了,在强调功耗的场合,Intel可以做到1.83W提供14.4Gflopss的性能,而龙芯需要3.69W才提供15.9Gflops的性能。在不计较功耗的场景,Intel可以做到4.0698W提供20.09Gflops的性能,而龙芯4.26W才提供15.9Gflops。

这里还只是传统的服务器级应用的功耗,桌面或者是移动处理器还需要GPU,目前龙芯的的功耗都是全部分配给了CPU,而上述的Intel处理器在桌面或者移动处理器芯片内部是集成了GPU的,如果龙芯也在芯片里集成了GPU,那功耗表现又如何?不知道胡老师在王婆卖瓜般自卖自夸的时候,有没有想过他定位的龙芯到底是要和Intel的服务器处理器比较还是要和Intel的桌面或移动处理器比较?毕竟龙芯3A5000是35W,而Intel的I5-8269U才28W。

我相信普通人很少使用150W的16核龙芯3C5000或者130W的16核龙芯3C5000,大家办公和日常使用的更多的是2核~8核这种配置,需要集成GPU(即核显),同时功耗低,性能好的处理器,而不是撇开GPU只谈CPU,那就没有市场可言,不是大众不买单,而是产品的定位偏离了大众需求。可能你会说可以CPU软解码,但是总不能一部1个半小时的1080P电影解码播放耗费我3小时才看完吧?或者说我看电影时CPU全部拿来做解码了,不能下载,不能干别的活,这种处理器得有多么不友好?

处理器的发展都是不断地朝集成化、单片化演进的,而龙芯在过去的二十年中,一直只是做独立的CPU,进入了21世纪20年代还需要外接桥片来扩展PCIe能力、USB、SATA等接口。

龙芯3A5000应用设计

 Intel、AMD早就已经单片化了,这样不但可以大大减少设计的复杂度与出错概率,同时也极大地减少了系统功耗。这些器件的功耗不知道胡老师是不是故意想隐藏起来,和Intel、AMD相比比起来,用龙芯设计电脑系统功耗只会增加,而不是减少。

Intel Pentium Silver 以及 Celeron结构框图

  龙芯用了20年的时间走到了今天确实不容易,这股坚持劲值得表扬。但是技术上的东西也不应该糊弄,普罗大众啥也不懂,第一次可以相信你,但是如果让人家发现了你在欺骗人的话,后续人家还会相信你吗?以后还能再建立起信任吗?

写在最后,在国产化的春风之下,愿所有国产器件都能真正地茁壮成长起来,将能用、好用的道路越走越宽。

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主要关注HPC、AI、RISC-V等领域,科技行业从业二十余载。洞悉前沿科技,擅长战略规划。