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国产CPU单核性能有多强?

2017-6-4 21:01| 发布者: 炼数成金_小数| 查看: 17439| 评论: 0|原作者: bolvar|来自: 超能网

摘要: 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 ...

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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,国内较先进的还是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。

新华社援引科技日报的一篇报道介绍了国内核高基项目十多年来的进展。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。

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一代的ZX-D处理器,工艺、架构都没多大变化,4核版频率较高还是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:


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的测试很复杂,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:

兆芯处理器的国际象棋性能

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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