一、前言：真正100%自研的新一代龍芯處理器

20年前，龍芯1號(hào)處理器面世，基于MIPS授權(quán)指令集。

2021年，龍芯中科發(fā)布了一款跨時(shí)代的產(chǎn)品，也就是龍芯3A5000處理器。

這款處理器采用了龍芯自主研發(fā)的LoongArch指令集，也就是龍架構(gòu)，這也是中國(guó)歷史上首個(gè)100%自研的芯片指令集，徹底擺脫了對(duì)國(guó)外廠商的依賴。

龍芯3A5000首次實(shí)現(xiàn)了從指令集、微構(gòu)架到芯片設(shè)計(jì)的完全自研，是一款根紅苗正的100%純國(guó)產(chǎn)處理器。

不過在性能方面，龍芯3A5000與市面上主流的酷睿/銳龍?zhí)幚砥飨啾冗€有著非常明顯的差距。

2023年8月，龍芯中科推出了龍芯3A6000處理器，這是龍芯第四代微架構(gòu)的首款產(chǎn)品，基于12nm制程工藝制造，集成4個(gè)最新研發(fā)的高性能6發(fā)射64位LA664處理器核，核心頻率2.5GHz，支持128位向量處理擴(kuò)展指令（LSX）和256位高級(jí)向量處理擴(kuò)展指令（LASX）。

與同樣是12nm制程工藝、2.5GHz主頻的龍芯3A5000相比，龍芯3A6000的單核性能提升了60%以上。

另外，龍芯3A6000處理器還加入了超線程技術(shù)，達(dá)到了4核心8線程，綜合下來多核性能提升幅度超過了100%。

在性能上，這款處理器已經(jīng)可以媲美Intel 10代酷睿和AMD Zen2處理器。

另外有一點(diǎn)不得不提，不同的芯片指令集在軟件兼容性方面會(huì)存在一些問題，比如當(dāng)年蘋果從X86構(gòu)架轉(zhuǎn)向ARM的時(shí)候，導(dǎo)致MAC OS上大量的X86應(yīng)用無法正常使用。

為了解決LoongArch指令集在軟件兼容方面的問題，龍芯中科一方面與軟件廠商合作，比如現(xiàn)在QQ、微信、WPS、釘釘、騰訊會(huì)議等大批常見的應(yīng)用已經(jīng)對(duì)LoongArch指令集做了適配。

另外一方面，龍芯團(tuán)隊(duì)利用二進(jìn)制翻譯技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了LoongArch指令集對(duì)于MIPS、X86、ARM等主流構(gòu)架的兼容，現(xiàn)在龍芯3A6000處理器就可以直接運(yùn)行一些X86應(yīng)用。

二、圖賞：BGA整合于主板之上

龍芯3A6000處理器，LA664核心，采用的BGA封裝直接焊接在主板上。

參與對(duì)比測(cè)試的還有Intel酷睿i3-10100F處理器和AMD銳龍3 3100處理器。

送測(cè)的龍芯主機(jī)配置為愛國(guó)者ES650電源、DDR4 3200MHz 8GBx2內(nèi)存、大華C900 256GB SSD、銘影RX 580 8GB顯卡。

致銘RX 580 8GB顯卡。

拆掉CPU散熱器。

三、SPEC CPU 2006與Stream測(cè)試：與i3-10100F互有勝負(fù)

1、SPEC CPU 2006

SPEC CPU 2006是一個(gè)大型的CPU性能測(cè)試項(xiàng)目，包含了12個(gè)整數(shù)性能測(cè)試項(xiàng)目，和17個(gè)浮點(diǎn)性能測(cè)試項(xiàng)目，每個(gè)子項(xiàng)目都單獨(dú)評(píng)分，然后把各個(gè)子項(xiàng)的測(cè)試成績(jī)進(jìn)行幾何平均得出總分。

SPEC CPU 2006的測(cè)試十分漫長(zhǎng)，我們分別測(cè)試了幾款處理器的單核與多核性能。

在SPEC CPU 2006浮點(diǎn)測(cè)試中，龍芯3A6000的單核分?jǐn)?shù)為54.2，多核分?jǐn)?shù)為142。

與上代的龍芯3A5000相比，單核與多核性能都實(shí)現(xiàn)了翻倍的提升。

與銳龍5 3100相比，龍芯3A6000在單核性能上有10%的差距，多核性能則有14%的差距，而銳龍5 3100的頻率比龍芯3A6000高出了56%，就IPC性能（同樣核心數(shù)、相同頻率下的性能）而言，龍芯3A6000要更強(qiáng)一些。

酷睿i3-10100F的成績(jī)有點(diǎn)意外，雖然核心頻率高達(dá)4.0GHz，比龍芯3A6000高了60%，但其單核分?jǐn)?shù)竟然比起龍芯還差了5%，多核性能也只強(qiáng)了6%。

在SPEC CPU 2006整數(shù)測(cè)試中，龍芯3A6000的單核分?jǐn)?shù)為54.2，多核分?jǐn)?shù)為142，對(duì)比龍芯3A5000分別大幅提升了76%、83%。

單核性能已經(jīng)與銳龍5 3100、酷睿i3-10100F不相上下，多核性能差距也不大。

2、Stream測(cè)試

Stream是業(yè)界主流的內(nèi)存帶寬測(cè)試程序，、對(duì)CPU的計(jì)算能力要求很小，對(duì)CPU內(nèi)存帶寬壓力很大。隨著處理器核心數(shù)量的增大，而內(nèi)存帶寬并沒有隨之成線性增長(zhǎng)，因此內(nèi)存帶寬對(duì)提升多核心的處理能力就越發(fā)重要。

雖然我們使用的是DDR4 3200MHz內(nèi)存，但i3-10100F最高只能運(yùn)行在2666MHz頻率上，其多線程內(nèi)存訪問速度反而還不如龍芯3A6000，不過龍芯3A在單線程訪問速度方面比起i3-10100F來還有比較大的差距。

四、UnixBench整機(jī)系統(tǒng)綜合性能測(cè)試

UnixBench主要是測(cè)試一臺(tái)電腦處理日常事務(wù)的效率，包括文本處理、浮點(diǎn)函數(shù)、文件讀寫、進(jìn)程創(chuàng)建、管道通信、腳本執(zhí)行等等。也就是說UnixBench并非只是單純的CPU測(cè)試，而是測(cè)試系統(tǒng)的整機(jī)綜合性能。

以下是龍芯3A6000的測(cè)試截圖：

單核成績(jī)2429分。

多核成績(jī)?yōu)?824分。

首先與上代的龍芯3A5000對(duì)比，同樣的2.5GHz頻率，龍芯3A6000的單核性能提升幅度高達(dá)40%，在加入了超線程之后，多核性能提升幅度高達(dá)72%。

與i3-10010F相比，由于后者頻率高達(dá)4.0GHz，多核性能較龍芯3A6000強(qiáng)了8%左右，單核性能則強(qiáng)了3%。要知道他們之間的頻率可是相差了足足1.5GHz，由此可見龍芯3A6000的IPC性能并不弱于十代酷睿，甚至還要強(qiáng)上不少。

銳龍3 3100的情況與i3-10100F類似，其單核性能比龍芯3A6000強(qiáng)了3%，多核性能強(qiáng)了18%左右，考慮到它的頻率高了1.4GHz，在IPC性能方面，依舊是龍芯3A6000要更強(qiáng)一些。

四、在線視頻體驗(yàn)：4K30FPS零掉幀、4K60FPS輕微掉幀

1920*1080分辨率，視頻幀率30FPS，碼率5127Kbps，播放8501幀，CPU占用率5~10%，掉幀為0。

3840*2160分辨率，視頻幀率30FPS，碼率17019Kbps，播放33844幀，CPU占用率10%左右，0掉幀。

更換一個(gè)4K60FPS的視頻，碼率17074播放市場(chǎng)1000秒共59421幀，掉了17幀，CPU占用在10~20%之間跳動(dòng)。

平均就是每60秒會(huì)掉一幀，也就是一分鐘里面有59秒能夠穩(wěn)定60幀，剩下1秒掉到59幀，這個(gè)掉幀不會(huì)影響觀影體驗(yàn)。

五、總結(jié)：IPC性能可以媲美13代酷睿 龍架構(gòu)生態(tài)完善離不開大家的支持

在性能上，龍芯3A6000處理器相比上代的龍芯3A5000進(jìn)步非常明顯，實(shí)測(cè)單核性能提升60%以上，多核性能差不多有100%的提升，基本符合官方宣傳的媲美Intel十代酷睿和AMD Zen2處理器。

在多項(xiàng)單線程性能測(cè)試中，龍芯3A6000處理器僅憑2.5GHz的頻率就戰(zhàn)勝了4.0GHz主頻的i3-10100F處理器，多核性能的差距也在個(gè)位數(shù)。

這表明在IPC性能方面，龍芯3A6000處理器超出了i3-10100F至少30%以上，差不多可以媲美13代酷睿處理器。

在龍芯3A6000之后，明年還將會(huì)有8核心的3B6000、16核心的3C6000和32核心的3D6000，隨著核心數(shù)的增加，他們?cè)谛阅苌蠈?huì)更加靠近Intel主流的13代酷睿處理器產(chǎn)品。

在日常體驗(yàn)方面，龍芯3A6000處理器可以流暢播放1080P30幀、4K30幀高碼率視頻，在播放4K60幀視頻時(shí)，也能做到極少掉幀，同時(shí)CPU占用率僅有10%左右，可以放心進(jìn)行多任務(wù)處理。

至于不足之處，就是軟件的兼容性了。雖然通過二進(jìn)制翻譯能讓龍芯3A6000處理器運(yùn)行一些其他指令集的軟件，但是在效率和流暢度方面，和原生適配LoongArch指令集的應(yīng)用比起來還是差了一些。

但隨著龍芯處理器用戶群逐步擴(kuò)大，相信LoongArch軟件生態(tài)會(huì)越來越完善，這也將形成未來會(huì)有更多用戶購(gòu)買龍芯產(chǎn)品這樣一個(gè)良性循環(huán)。