[转帖]龙芯 vs 飞腾：各种测试数据看国产CPU水平

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2019年年末，龙芯、飞腾两大国产CPU巨头更是相继组织了规模宏大的年会，发布了新型桌面芯片及其整机产品，顿时硝烟四起。各大媒体也都很嗨，zyt、xhs、rmrb都对两个盛会做了报道，环球更是发表了第三方文章，把龙芯吹捧了一把，把其他家狠狠打压了一番。在芯片行业遭遇国际严峻形势的情况下，秀秀肌肉提振一下信心很有必要，笔者也很振奋于国产CPU的整体氛围已经起来了，中国芯片的发展大势已经不可抵挡。但我们仍应认清我们的差距，切不可盲目乐观，号称“补课”已经完成，不要被一些发明出来的metric晃晕了头脑，否则你吃得起小龙虾，你就买得起奥迪。

一周时间过去了，情绪的高潮也应该差不多了，是时候理性出场、数据说话了。这两款芯片性能到底如何？公布的性能水分有多大？笔者在两家产品的样机上进行了一番摸底测试。

整机配置：

1、龙芯整机：3A4000四核，1.8GHz，内存8G，SATA机械硬盘

2、飞腾整机：FT2000四核，2.6GHz，内存8G，SATA机械硬盘

下面放数据，事先声明，用的编译开关是通用的，不排除两家还各自有神操作，能够提升各自性能，也欢迎各自提供测试数据。

一、SPEC2006（分数越高越好）

龙芯vs 飞腾spec2006测试结果对比：

龙芯3A4000四核测试结果：

图：3A4000单核整型spec2006测试结果

图：3A4000四核整型spec2006测试结果

图：3A4000单核浮点型spec2006测试结果

图：3A4000四核浮点型spec2006测试结果

飞腾FT2000四核测试结果：

图：飞腾2000单核整型spec2006测试结果

图：飞腾2000四核整型spec2006测试结果

图：飞腾2000单核浮点型spec2006测试结果

图：飞腾2000四核浮点型spec2006测试结果

二、LmBench访存延迟（延迟越低越好）

龙芯vs 飞腾LmBench测试结果对比：

龙芯测试结果：

飞腾测试结果：

三、系统综合性能Unixbench（分值越高越好）

龙芯vs 飞腾Unixbench测试结果对比：

龙芯测试结果

单核测试结果：

多核测试结果：

飞腾测试结果：

单核测试结果：

多核测试结果：

四、stream访存带宽（带宽越高越好）

龙芯vs 飞腾stream测试结果对比：

龙芯测试方法及过程日志

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STREAM version $Revision: 5.10 $

-------------------------------------------------------------

This system uses 8 bytes per array element.

-------------------------------------------------------------

Array size = 10000000 (elements), Offset = 0 (elements)

Memory per array = 76.3 MiB (= 0.1 GiB).

Total memory required = 228.9 MiB (= 0.2 GiB).

Each kernel will be executed 10 times.

The *best* time for each kernel (excluding the first iteration)

will be used to compute the reported bandwidth.

-------------------------------------------------------------

Number of Threads requested = 4

Number of Threads counted = 4

-------------------------------------------------------------

Your clock granularity/precision appears to be 1 microseconds.

Each test below will take on the order of 23420 microseconds.

(= 23420 clock ticks)

Increase the size of the arrays if this shows that

you are not getting at least 20 clock ticks per test.

-------------------------------------------------------------

WARNING -- The above is only a rough guideline.

For best results, please be sure you know the

precision of your system timer.

-------------------------------------------------------------

Function Best Rate MB/s Avg time Min time Max time

Copy: 7991.1 0.020137 0.020022 0.020330

Scale: 7898.5 0.020402 0.020257 0.020543

Add: 8019.5 0.030083 0.029927 0.030517

Triad: 8063.4 0.030026 0.029764 0.031464

飞腾测试方法及过程日志：

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STREAM version $Revision: 5.10 $

-------------------------------------------------------------

This system uses 8 bytes per array element.

-------------------------------------------------------------

Array size = 178900000 (elements), Offset = 0 (elements)

Memory per array = 1364.9 MiB (= 1.3 GiB).

Total memory required = 4094.7 MiB (= 4.0 GiB).

Each kernel will be executed 10 times.

The *best* time for each kernel (excluding the first iteration)

will be used to compute the reported bandwidth.

-------------------------------------------------------------

Number of Threads requested = 4

Number of Threads counted = 4

-------------------------------------------------------------

Your clock granularity/precision appears to be 1 microseconds.

Each test below will take on the order of 328026 microseconds.

(= 328026 clock ticks)

Increase the size of the arrays if this shows that

you are not getting at least 20 clock ticks per test.

-------------------------------------------------------------

WARNING -- The above is only a rough guideline.

For best results, please be sure you know the

precision of your system timer.

-------------------------------------------------------------

Function Best Rate MB/s Avg time Min time Max time

Copy: 10705.9 0.270737 0.267367 0.274043

Scale: 10647.1 0.271205 0.268843 0.273011

Add: 10851.3 0.399085 0.395677 0.403818

Triad: 10763.5 0.402215 0.398904 0.406974

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五、浏览器性能Octane（分数越高越好）

龙芯vs 飞腾Octane测试结果对比：

六、SpecJVM2008（分数越高越好）

龙芯vs 飞腾SpecJVM2008测试结果对比：

七、小结

单以spec2006测试来看，飞腾和龙芯的单核性能并未像宣传的那样都达到20分水平，可能是因为他们自己内部测试有更高主频、更好配置，进行了某些他们自己特有的优化，希望他们能够公布出来，让我们好好学习。另外，龙芯未公布全芯片的性能，强调单核提升较多，但芯片设计是个系统工程，不止是单核能力，还涉及到互连、存储、IO等设计，实测的全芯片性能和单核性能综合起来才能代表芯片设计水平。飞腾单核到多核的扩展性尚可，但单核性能也不出彩，即便扩展到3.0GHz，在这个配置下也难以达到20分，更何况核的频率提升带来的性能提升并非线性的，除非外围存储和互连也同步提升。现在市面上的intel、AMD的桌面CPU的spec2006单核性能基本都在30分以上，最高的可以到70、80分。因此，国产CPU相比国际主流来讲还有不小差距，难说达到完成了“补课”的状态，还有很长的路要走。

根据龙芯总裁胡伟武研究员2019年12月24日发布的演讲来看，龙芯3A4000四核在DDR4和功耗方面确实存在一些问题，导致性能与上一代比较提升不明显，希望3A5000能够有所改善。从龙芯在推出3A4000不到半年就要推出3A5000计划来看，确实是非常急迫地想要进行改进，3A4000是一个比较尴尬的中间产品。但龙芯有个亮点，这个DDR4接口是自研的，虽然只是28nm，频率也不高，好歹解决了有无问题。如果不涉及知识产权问题，这个IP可以外售赚钱了。不过没有PCIE是个缺憾，现在还用AMD的HT接口实在是太老的。

总之，还是那句话，国产的大幕已经拉开，谁也无法阻挡。但大家应多些理性、多些客观，对刚刚起步的这项事业只有好处没有坏处。