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信创产品之CPU研发状况

四川筑信盛达科技有限责任公司 2021-07-16
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国务院发展研究中心发布的《中国云计算产业发展白皮书》非常客观阐述了各技术标准的情况。标红的有两个:一是知识产权现状,华为和飞腾买断了ARMV8架构永久授权, (知晓就好,有人提问:V9怎么办?可以回答:未来他们如果卖给我们就继续用,不卖给我们,V8生态中国最好,已经引领全球了,可以让V9永远在我们V8基础上走,还有一种情况,我们可以在V8基础上继续走 


主流CPU芯片架构及国内研发状况



分类
X86
ARM
MIPS
现在/趋势3家公司拥有架构License;2003年开始有64位服务器版本

软银控股,独立运营的英国公司,只销售和设计License,支撑合作方设计和销售芯片;2011年发布V8架构,应用于服务器领域

已被AI初创公司Wave Computing收购;后续计划开源,重新发展边缘计算领域

技术特点

CISCZ指令集;追求单核能力强;从PC到服务器,后向兼容历史指令集

RISC指令集;重视低功耗设计;多核技术路线,追求能效比;

RISC指令集;小型化、低功耗、嵌入式设备使用较多

国内公司

海光通过AMD获得授权;兆芯通过VIA获得授权;

华为和飞腾拥有V8架构和永久授权华芯通过高通拥有架构授权,但高通已经退出

龙芯拥有架构授权

优劣势和前景分

优势:软件生态好,服务器领域市场占有率高劣势:指令集后向兼容历史包袱重,实现复杂;芯片面积大,功耗高;价格昂贵

优势:可拥有完整知识产权;芯片厂商多,已形成生态;技术追求能效比,匹配数据中心发展趋势劣势:服务器软件生态弱于X86;

务器领域生态较弱,市场占有率低,影响力逐步减弱

 


 



信创主流CPU性能参数



  

国产桌面CPU主要有飞腾、龙芯、兆芯
      龙芯新一代桌面芯片是19年底发布的3A4000,28nm工艺,主频是1.7-2.0GHz,典型功耗40W。龙芯芯片单核spec得分宣称达到20,但系统综合性能不高,内存带宽比相对较低。飞腾桌面CPU FT-2000/4综合性能约为龙芯LS-3A4000的1.8倍,功耗仅为其1/3。由于功耗问题,龙芯桌面芯片做笔记本也需要有风扇辅助散热。龙芯获取的Mips指令集授权,与飞腾是一样的自主发展路线。但Mips已经不是国际主流信息化平台,国际主流Linux发行版已不再提供Mips版本。Mips主要在嵌入式市场发展了。
       兆芯桌面芯片有4核和8核两款产品。8核的KX-U6880A是主要型号,单核心计算性能较FT-2000/4单核要强,且核心数是后者2倍,总体计算性能相当于后者的2到3倍,但整体访存性能相当。KX-U6880A的典型功耗约有60W,而FT-2000/4仅有10W左右,因此在能效比(性能功耗比)方面FT-2000/4是KX-U6880A的2倍以上。在CPU性能过剩的时代,高能效比的CPU更容易将终端做得更轻薄、更安静、续航能力更强,因此而为用户带来更好的使用体验。 

 

 



详细技术参数对比表



 

芯片

飞腾

FT2000/4

飞腾

FT1500A/4

龙芯

3A4000

龙芯

3A3000

兆芯 KX-6740A

KX-U6880A

内核

4核64位

4核64位

4核64位


4核64位

4/8核

工作主频

2.6~3.0G

1.5~1.8GHz

1.7-2.0G

1.5GHz

2.8-3.0G

CPU

架构

兼容ARMv8指令集MIPS指令集X86 32/64指令兼容

处理器核

FTC663

SM2/3/4

可信3.0

硬件虚拟化

FTC660

64位处理器核

64位超标量处理器核GS464e;

支持CPU虚拟化技术,

支持SM3与SMS3国密算法

集成GPU

内存控制器

DDR4 3200

DDR3 1600

DDR4 2400/2133

DDR3 1600

DDR4

制造工艺

16nm

28nm CMOS

28nm

28nm CMOS

16nm

三级缓存

4MB

共享8MB


共享8MB

4M/8M

功耗

10W

15W

30-40W

40W@1.5GHz

40W/60W

 



细性能对比



  

测试工具概述:
        UnixBench是一个类unix系(Unix,BSD,Linux)统下的性能测试工具,一个开源工具,被广泛用于测试linux系统主机的性能。Unixbench的主要测试项目有:系统调用、读写、进程、图形化测试、2D、3D、管道、运算、C库等系统基准性能提供测试数据。                   软件下载地址:https://github.com/kdlucas/byte-unixbench

 

测试平台配置


平台

飞腾

龙芯

intel

主机型号

长城世恒K F510

联想开天

联想昭阳E42

CPU架构

ARM v8 64位

MIPS 64位

intel

CPU

FT1500A/4核/1.5GHz

龙芯-3A3000/4核/1.45GHz

I3-7100U/双核4线程/2.4GHz

系统

银河麒麟4.0.2桌面SP2版

中标麒麟V7.0桌面版

优麒麟18.0.4LTS

内存

8G

8G

8G

硬盘

1T 7200转机械硬盘

240G固态硬盘

500G固态硬盘

试结果对比


 



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