国产CPU实力备受英特尔打压,龙芯/申威/飞腾究竟实力几何?
腾1500A也只有Intel I5 4460的一半多一点。
微结构也就是常说的CPU核,在主频相同的情况下,两款CPU的性能差异取决于微结构的差异,像龙芯GS464E、Intel的Haswell、ARM的Crotex A72都是微结构。龙芯3A3000在1G主频时,SPEC2006测试定点成绩为7.3,飞腾1500A主频为1G时,SPEC2006测试定点成绩为5.5,而I5 4460在1G主频时的定点成绩为10。可以说,龙芯的GS464E大约有Intel的Haswell性能的73%,而飞腾的FTC660大约是Intel的Haswell性能的55%。
那么如何提升主频和微结构呢?提升微结构需要在指令分支预测,寄存器重命名,多指令通路,乱序发射,功能部件,访存性能等方面做文章,目的是使整个的指令流水的效率尽可能高,因为如果有一个环节设计不好或不匹配的话,整个系统效率就发挥不出来,这是CPU的核心技术。提升主频很大程度上要依赖后端设计能力,也就是要指物理层电路的具体优化,包括单元布局、时序优化等放方面下苦功。
接下来就国产服务器CPU与Intel的服务器CPU做比较,以国产服务器CPU中多线程性能最强的飞腾2000为例。在编译器为GCC4.8的情况下,飞腾2000在2G主频的单线程SPEC2006测试成绩为定点12.4,浮点11.3,换算一下飞腾2000的CPU核FTC661的定点成绩为6.2/G,和Intel Haswell 10/G的成绩依旧有不小的差距,由于飞腾2000为64核芯片,在单线程性能相对有限的情况下,依靠核心数量的优势,FT2000的多线程SPEC2006测试成绩为定点570,浮点482,全芯片性能与Intel Xeon E5-2695v3相当,这是非常了不起的成绩。
由于科学计算倚重双精浮点性能,超算芯片的比较中就以双精浮点性能为指标进行,申威26010的双精浮点性能为3T,和Intel目前最好的超算芯片KNL相当,更难人可贵的是这是在制造工艺与Intel相差2代的情况下取得的成绩,这充分体现出申威26010在设计思想上的先进性。
结语
在桌面芯片上,龙芯和飞腾目前最好的桌面四核芯片的单线程定点测试成绩大约为Intel I5 4460的三分之一,虽然和Intel的差距依旧比较大,但目前龙芯和飞腾还没有大型游戏等对CPU性能要求较高的软件应用,现在的性能对于绝大多数应用来说都是够用的,特别是对党政军办公电脑和一体机,龙芯3A3000和飞腾1500A的性能已经属于性能过剩了,只要软件跟得上,在党政军领域能替换Intel的CPU。
在服务器CPU上,飞腾2000虽然在单线程性能上和Intel有一定差距,但其全芯片性能颇为不俗,能与Intel Xeon E5-2695v3相当,已经是全球全芯片性能最强的ARM服务器CPU,如果ARM等国外厂商能完善其服务器CPU的软件生态,飞腾则有可能借着ARM的生态一飞冲天。
在超算芯片上,申威26010完全可以和Intel最好的加速器KNL硬碰硬的较量。
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