龙芯3A4000测评:支持多种加解密算法 开启国产自研芯片新时代

近两年,国产IC产业一直备受业内外人士的关注,在商用领域国产自研芯片、国产自研系统的声势愈发浩大,龙芯中科作为国产自研处理器技术领先者和供应商,近日给我们带来了新一代处理器架构产品:龙芯3A4000处理器。

国产自研芯片新时代 龙芯A4000测试

龙芯3A4000

01龙芯3A4000介绍

龙芯3A4000处理器使用了28nm工艺,拥有4颗核心,与上代3A3000保持一致,在频率上龙芯3A4000处理器睿频至2.0GHz频率,3A3000则为1.5GHz,频率提升了0.5GHz。此外架构龙芯3A4000处理器升级为了GS464V,支持MIPS64指令集,并且在原只有500条MIPS64指令数基础上,自行扩展了1000多条。

整体看来与上一代3A3000相比,龙芯3A4000处理器除了性能上会有大幅提升,更在安全和加密上做了升级和优化,内置增加安全模块,并且支持多种加解密算法。

国产自研芯片新时代 龙芯A4000测试

龙芯3A4000主机样品

因为龙芯3A4000处理器是国产自研芯片,面向商用领域,所以本身与市面上消费级市场主流的美系AMD和英特尔平台并不兼容,需要使用龙芯7A2000芯片组的专用主板与之适配。此外龙芯3A4000处理器也不兼容基于X86架构体系的Windows系统,龙芯3A4000处理器使用的是升级的GS464V架构,需要使用基于LINUX内核的适配系统才能使用。

而这次我们测试龙芯3A4000处理器使用的系统,是还在内测中的UOS统一操作系统(UOS是系统代号,本文将统一用UOS系统),基于LINUX内核,目前UOS系统已经对龙芯3A4000处理器做了适配。

国产自研芯片新时代 龙芯A4000测试

UOS系统

虽然还在测试阶段,但UOS系统却拥有巨大的潜力,这是由多家国内操作系统核心企业自愿发起并研发完善的安全、易用、稳定的操作系统产品,意义重大。除了龙芯中科之外的其他国内自研芯片厂商也将会对UOS系统适配和支持,意味着国内硬件行业和软件行业将完成统一和整合,这将极大推动国产IC产业的发展和进步。

国产自研芯片新时代 龙芯A4000测试

UOS系统

目前龙芯中科除了新发布的3A4000处理器,其余的一些型号已完成和UOS系统的兼容适配,全面适配龙芯桌面电脑、服务器。

02龙芯3A4000测试

这次有机会拿到刚刚发布的龙芯3A4000,我们用龙芯3A3000与龙芯3A4000进行了对比。

国产自研芯片新时代 龙芯A4000测试

龙芯3A4000主机

测试平台:

龙芯3A4000处理器是一款四核心处理器,我们测试主机里的这颗CPU基础频率为1.8GHz,最大频率可提升至2.0GHz,内存DDR4 2400 8G * 2,显存16位DDR3 128MB,硬盘128G固态硬盘,其桥片是龙芯自研的7A1000桥片。

国产自研芯片新时代 龙芯A4000测试

龙芯3A4000主机配置

测试项目:

我们这次评测的项目有5项:WPS三件套测试,图片视频打开速度以及7.Zip的解压缩对比测试,最后就是Web网页测试和SPEC2006测试。

WPS三件套测试:

在WPS三件套测试中,我们使用10MB以上文档、20MB以上表格以及 300MB以上PPT来测试龙芯3A4000和龙芯3A3000处理器的打开速度。

国产自研芯片新时代 龙芯A4000测试

WPS三件套测试

在打开10MB以上文档两个处理器没有什么速度差距,均在1秒以内,不过笔者肉眼还是能感觉到龙芯3A4000的主机更流畅和迅速一些。而20MB以上表格的打开速度两者之间的差距开始显现,龙芯3A4000对比3A3000提升了1秒多,在300MB以上PPT打开速度上差距就更大了,速度对比提升有3秒之多,但是其实不管使用龙芯3A4000还是龙芯3A3000,日常办公都可以流畅进行,没有什么瓶颈存在。

图片视频打开测试:

除了办公文档,我们接下来测试一下两款处理器的视频打开速度和图片打开速度。

国产自研芯片新时代 龙芯A4000测试

图片视频打开速度

在这三项测试中,龙芯3A4000处理器依旧占据了绝对的优势,比起龙芯3A3000反应更快,同时也告诉我们这两款处理器视图和影音也都没有问题,而且不管是视图软件还是视频软件又或者是办公软件linux都有Windows系统相对应的产品,如OFFICE对应的WPS,不用担心不能使用和操作的问题。

7.Zip解压测试:

7.Zip大家应该不陌生了,这是一款很流行的解压软件,在Windows系统也经常见到,有一点要注意UOS没有对7.Zip进行预装,我们使用搭载了龙芯3A4000处理器笔记本,系统是LOONGNIX,频率也只有1.5GHz,龙芯3A3000主机则换了中标麒麟系统。

我们打开终端后输入命令LSCPU,接下来在连续在输入nuame-r和7za就可以开始跑分,龙芯3A4000和龙芯3A3000的测试结果如下。

国产自研芯片新时代 龙芯A4000测试

龙芯3A3000 龙芯3A4000

对比龙芯3A3000的3709分,龙芯3A4000主频1.5GHz的跑分为5470,提升幅度约47%,分数提升非常可观,7.Zip是大家日常最常用的应用之一,虽然不能全面反应处理器性能,但却可以表现处理器效能,毫无疑问,龙芯3A 4000对比上一代的效率提升很大,而如果是2.0GHz频率的龙芯3A 4000还会更恐怖。

Principled Technologies WebXPRT 3测试:

虽然软件测试上,龙芯3A4000平台的UOS系统还没有支持太多,但是网页测试却没有受到限制,Windows系统能使用的网页测试UOS系统也可以使用,我们使用的是Principled Technologies WebXPRT 3测试,它能够体现所有支持Web的设备性能。

测试的浏览器是UOS系统内置的浏览器,基于Chromium内核,这是一个开源核心,很多浏览器都在使用。

国产自研芯片新时代 龙芯A4000测试

龙芯3A3000 龙芯3A4000

这个Web网页测试它包含六个用于镜像日常任务的基于HTML5和JavaScript 的场景,在这项测试中,龙芯3A4000处理器依旧实现了对上代龙芯3A3000 的性能碾压,两者总成绩有24分的差距。

而在JavaScript 的6个场景下,龙芯3A4000处理器每个作业的效率提升幅度都很大,照片增强提升了约63%,使用人工智能整理相册效率提升了约74%,股票期权定价提升了约59%、加密笔记和OCR扫描提升了约69%,销售图表提升了69%,网上作业提升了49%。

SPEC 2006测试

SPEC 2006是一个大型的CPU性能测试项目,主要能够充分表现CPU最重要的定点性能和浮点性能两个参数,在商用CPU领域收到了大家的认可。

国产自研芯片新时代 龙芯A4000评测

SPEC 2006测试

国产自研芯片新时代 龙芯A4000评测

SPEC 2006测试成绩

在测试中对比了龙芯3A4000处理器、龙芯3A3000处理器两款处理器,这两款处理器同为4核心,不管是SPEC INT2006定点性能测试、SPEC FP2006浮点性能测试以及STREAM(GB)内存带宽,龙芯3A4000处理器的性能均有大幅提升,几乎达到了翻倍效果,只靠架构的优化升价就能达到这一表现,说明龙芯的设计和研发很让人惊艳。

03总结

目前国内芯片行业发展虽然不如国外半导体行业,尤其国外半导体大厂可能一年在芯片研发上就有高达数百亿美元的投入,而国内芯片行业资金很有限,加上芯片研发起步也晚于国外同行整体上确实还存在差距。但龙芯能够在一种架构上专心二十年做研发,持续对龙芯3A处理器芯片进行迭代升级,先后推出龙芯3A2000处理器、3A3000以及年末刚刚发布的3A4000处理器,并保持性能不断上升,已经充分展现了自己的研发和设计能力。

龙芯3A4000处理器的性能已经比肩AMD同期挖掘机(Excavator)架构CPU,不管是底层架构还是物理设计,而且龙芯3A4000处理器能够有效防范Meltdown(熔毁)、Spectre(幽灵)漏洞 ,支持MD5、AES、SHA等加解密算法,在安全性上也杜绝了任何风险。

龙芯3A4000处理器采用的是28nm工艺制程,还有很大的空间进行升级优化,而同在28nm工艺制程下,仅依靠底层架构和指令集的优化,龙芯3A4000处理器对比同工艺的一代龙芯3A1000处理器CPU性能提升6倍,据悉明年的下一代龙芯3A5000处理器将会使用12nm工艺制程,CPU频率可以提升到3.0GHz,后劲十足。

一般用户可能会有疑问,为什么要这么大力推出国内自研CPU芯片,国外引进它不好么?造不如买或许短期实用,但一定不是长久之计,核心技术不把握在自己手里,必然受制于人。在国产CPU领域,我们目前要做的不是盲目追赶,而是避免用无可用,也就是我们当前要解决的是0和1的问题。相信一直坚持自主设计并有能力实现全部自主设计的龙芯在不久的将来可以进入民用市场。

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