龙芯CPU实测：对比赛扬 没想到会这样

　　国产自主技术的重要性，如今体现得越来越明显，尤其是在高性能半导体领域，我国正在全力奋起直追，面临的困难和挑战很多，取得的成果也不少，一方面需要继续加大马力，另一方面也需要予以肯定和支持。

　　在高性能CPU处理器领域，Intel、AMD是我们最熟悉的两个名字，还有企业级的IBM。我国也在不断投入，相关企业并不少，但由于高性能CPU的特殊性，门槛极高，目前只能采取引入授权再发展的方式，而性能距离世界顶级水平还有极大的差距，只能一步一步缩小。

　　龙芯是起步较早的国产CPU之一，而且早就已经完全独立自主研发和经营，不拿国家一分钱资助。龙芯走的不是我们日常熟悉的x86指令集，而是MIPS指令集体系，所以更多应用在一些特殊行业领域，消费级市场上也有但不多见，还处在生态建设的初级阶段。 

　　目前，龙芯已经发展出了多个龙芯产品家族，其中针对桌面市场的最新产品是龙芯3A3000。

　　想必大家一定很想知道它的性能到底如何吧？之前也陆续见过一些官方非官方的性能数据，但都很零散。最近，有龙芯爱好者对龙芯3A3000做了一次全面的实际性能测试，并发表在龙芯社区，这里节选一部分来看看（略有修改）。

　　据介绍，这套测试平台是去年9月份龙芯俱乐部搞龙芯3A主板团购时买的，自行搭建，测试工具为phronix-test-suite，尽可能理性、中立、客观、全面，不吹不黑，不夸大成绩，也不回避问题。

　　龙芯3A3000主板照片，风扇下面是龙芯的CPU。另外两块散热片下面分别是南桥和北桥。

　　拆下风扇后的龙芯3A3000近照。LS3A3000D-LP的编号代表这是一个低功耗版本的龙芯3A3000。

　　开机后BIOS：可以看到CPU的主频是1400MHZ，一级指令缓存64KB，一级数据缓存64KB，二级缓存4MB。

　　主板上的国产Unilc（西安紫光国芯半导体）内存条。

龙芯3A3000规格表

　　龙芯3A3000频率最高1.5GHz，这里测试的是1.4GHz版本，因此最好性能应该比以下测试的再高出5%左右。

　　此外需要说明的是，龙芯3A3000笔记本里带的龙芯3A3000的主频被限制在了1.2GHZ。

规格对比

性能测试基本环境

　　龙芯3A3000处理器性能测试

　　测试是在Linux系统上进行的，很多测试内容都偏重CPU理论性能测试，跟大家熟悉的Windows下CPU性能测试不同，具体原理就不赘述了，大家只要看看结果和对比就行了。

　　测试对比型号除了Intel酷睿i5-7200U、赛扬J1900，还加入了同样国产的处理器、来自飞腾的FT-1500A、FT-2000+。

　　i5-7200U是Intel第七代酷睿移动平台的低压低功耗版本，14nm工艺，双核心四线程，主频2.5-3.1GHz，集成核显HD 620，热设计功耗15W。

　　赛扬J1900则是一颗超低功耗的移动产品，隶属于Bay Trail家族，2013年就发布了，22nm工艺，四核心四线程，主频2.0-2.42GHz，集成核显HD Graphics，热设计功耗10W。

　　作者的结论：

　　从纵向上看龙芯的发展，相比龙芯2F，龙芯3A3000的性能有了很大的进步。工艺上，从龙芯2F的90nm，提高到了龙芯3A3000处理器的28nm；主频从龙芯2F的800MHZ提高到了1.5GHz。

　　在用户实际应用上，基本可以达到流畅使用的程度。与Intel处理器相比，龙芯3A3000综合性能相当于Intel赛扬J1900，单核性能相当于i5-7200U的30%~40%。

　　通过本文中所进行的34项测试，我们发现龙芯3A3000在性能不好的根源有以下几个：

　　同主频性能较弱

　　从同主频性能来看，龙芯3A3000已经超过了J1900，但只有Intel i5-7200U的60%~70%。预计2019年流片的龙芯3A4000同主频性能至少有30%的性能提升——那样就能达到i5-7200U的80-90%。

　　主频太低

　　这是龙芯处理器让众多爱好者耿耿于怀的的一个难以回避的弱点。诚然，主频不代表所有性能，但主频太低是万万不行的。

　　J1900的同主频性能弱于龙芯3A3000，但由于它的主频可以到1.99GHz，并且还可以睿频到2.4GHz，在多项测试中一样超过了龙芯3A3000。

　　i5-7200U基础主频达到2.5GHz，睿频可以到3.1GHz。飞腾2000+主频可以到2.2GHz，而兆芯的KX-6000主频甚至可以到3.0GHz。

　　飞腾、兆芯处理器可能在同主频性能上弱于龙芯，但还是可以靠着较高的主频击败龙芯3A3000。

　　龙芯主频较低的原因之一是落后的工艺制程，目前还在使用28nm工艺，而Intel、飞腾、兆芯等已经在使用14nm工艺。

　　根据龙芯的发展规划，到2020年龙芯将使用14nm工艺对了龙芯3C5000进行流片，主频能够达到2.5GHz。

　　系统软件优化不够

　　在测试中，我们发现的问题有三角函数等数学函数运算速度过慢，看起来部分硬件浮点运算的没有得到应用，而且龙芯缺少一个优化的数学函数库。在加密解密指令上，缺少AES硬件实现。

　　在测试中，我们发现使用Debian操作系统、GCC7.3和1.4GHz的龙芯3A3000进行的各项测试基本优于使用Loongnix操作系统、GCC4.9编译器和1.5GHz龙芯3A3000的组合。

　　我们认为编译器的优化对发挥龙芯的性能非常重要。

　　在测试中，我们也发现使用4.14的Linux内核会比3.10的Linux内核上有相当程度的性能提升，龙芯依然缺少优化的Linux内核。

　　应用软件优化不够

　　由于MIPS架构缺少软件生态，各种应用软件缺少针对MIPS架构的优化。具体表现就是在很多软件有针对X86系统的汇编优化。

　　要建立龙芯的生态，发挥龙芯处理器的性能，相同级别的优化不可缺少。随着龙芯未来架构的优化、主频的提升，影响龙芯发展的瓶颈将不是处理器的性能，而是软件生态的建设，也就是系统软件优化以及应用软件优化。

　　其中，各种应用软件的优化将是提升龙芯用户体验的捷径。实际上，龙芯也已经意识到了这些问题，提出了要学习苹果“app by app， feature by feature， pixel by pixel”地进行优化。