铁流:如何评价龙芯、申威、飞腾的CPU被列入中央机关采购名录

日前,2018-2019年中央国家机关信息类产品(硬件)和空调产品协议供货采购项目征求意见公告显示:龙芯、申威、飞腾的CPU被列入中央机关采购名录。此前,虽然龙芯、飞腾、申威的CPU一直有局部试点,但一直没有列入中央机关采购名录。本次事件既表明国家对龙芯、飞腾、申威的重视,也是对之前试点中取得成绩的肯定。

列入采购名录的不仅仅是3款CPU

此前,有媒体报道,龙芯3B1500、申威1621、飞腾1500A-16被列入了中央机关采购名录。这几款CPU之间有一定时间间隔,而且把龙芯3B1500这样一款6年前并不成功的产品与申威1621这样的新锐CPU并列纳入中央机关采购名录显得不太协调。

龙芯3B1500基于3B1000设计,主要通过工艺升级提高性能,同时做了局部的性能优化。在2012年8月获得样片,主频为1.25GHz—1.5GHz。不过,龙芯3B1500的研发历程遭遇了不少问题,先后出现过龙芯从课题组向公司转型过程中的管理问题,生产厂家引起的问题,多核互相访问引起的死锁问题,处理器核Cache一致性引起的问题。

在闯过一系列险关之后,龙芯发现由于研发的思路出现了偏差,过度追求多核以及浮点峰值性能的单一指标,通用处理性能不足。就单线程SPEC2006测试而言,申威1621可以达到12+,3B1500只有3—4,性能差距在3倍以上。至于多线程,由于申威1621的核心数是3B1500的2倍,差距就更大了。

正是因此,媒体的报道让笔者对这则新闻产生了怀疑。在向业内人士咨询之后,笔者被告知,列入政府采购的并非只有龙芯3B1500、申威1621、飞腾1500A-16这三款CPU,由于申报的时候是整机厂商去报的,整机厂商为了方便就报了“大于等于龙芯3B1500、申威1621、飞腾1500A-16”,也就是说,只要符合相关参数,在这几款CPU之后的产品,比如龙芯3B2000、龙芯3B3000、飞腾2000、飞腾2000plus等货架产品,以及正在研发的申威3232、龙芯3B4000等,理论上都可以列入中央政府采购名录。

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龙芯、飞腾、申威CPU性能究竟怎么样

之前提到,虽然龙芯3B1500在通用性能上非常一般,但在学术上比较成功,论文分别被国际顶级会议Hotchips和ISSCC录用,美国IT Times对此专门进行了报道,MIT也发表评论,认为龙芯3B的浮点性能超过了同期的Intel处理器。

由于3B1500的教训,龙芯坚定的走上了提升单核性能的道路,3A/B2000在制造工艺从32nm倒退到40nm的情况下,通过内核升级,把CPU的通用性能提升了1倍。3A/B3000又通过把40nm工艺提升到28nm工艺的方式,以及对CPU核进行了优化,把CPU的通用性能提升了50%。

目前龙芯的3A/B3000 SEPC2006测试单核成绩在11分左右。

值得一提的是,龙芯在制造工艺处于同一等级的情况下(3B1500是32nm,3B3000是28nm),通过设计上的提升,把CPU SPEC2006成绩从3-4分,提升到11分。相比之下,那些技术引进芯片,其性能提升高度依赖购买国外更好的CPU核(ARM CortexA9、A15、A72、A73反复买买买),或采用境外更好的工艺(台积电28nm/16nm/10nm/7nm)。

飞腾1500A-16是飞腾设计的一款16核服务器CPU。根据飞腾官方介绍,CPU核是自主研发的。不过,有不少业内人士对此持有看法。

由于一款CPU研发周期一般为3年,从样片到成品又要一年。这还是在有上一代CPU源码做基础的情况下,加上每一代CPU更新更换代码一般不会超过25%……而飞腾在获得ARM授权之后的非常短的时间内就推出了自己的产品并签订销售协议,当时行业内普遍认为飞腾的产品是买IP做集成,或者是基于ARM公版内核做修改的产物。

毕竟要写几千万行代码就是一个不小的工作量。何况短时间研发成功,性能要强,稳定性要好,又要自主研发,本身就是矛盾的。而飞腾1500A的CPU核性能大致与ARM Cortex A57相当,联想到高通、三星基于ARM公版内核做修改也是这种情况,这又加剧了大家的猜想。

不过,经过飞腾1500A、飞腾2000这一路发展过来,哪怕真的借鉴ARM公版架构,但飞腾已经加入了不少东西,并且在功耗上相对于ARM公版有明显优势,华为的Hi1612采用的A57,在制造工艺领先2代的情况下,在性能功耗比上,依然逊色于飞腾2000。

就多核性能来说飞腾1500A-16与16核A57的芯片性能相当,飞腾2000与英特尔E5系列芯片相当。

申威1621是申威目前最好的服务器CPU,这款芯片的SPEC2006成绩略优于飞腾1500A-16。如果几款芯片排序的话,按性能高低顺序依次为飞腾2000、申威1621、飞腾1500A-16、龙芯3B3000、龙芯3B2000、龙芯3B1500。

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(飞腾CPU整机产品)

龙芯的服务器CPU之所以落后,主要是因为几家有着不同的发展方向。龙芯主攻方向是嵌入式和PC,用嵌入式养活自己,并提升CPU的单核性能,因为桌面CPU单核性能上不去,核心数再多也是枉然。

这样一来,在服务器CPU方面,虽然单核性能不输于飞腾和申威,但因核心数量的差距,导致性能不敌,这种局面在龙芯3C5000问世前恐怕很难改变。飞腾和申威则把主要精力放在超算芯片和高性能服务器上,自然在服务器CPU上暂时领先龙芯。

龙芯、申威、飞腾已经能够满足党政基本办公需求

目前,在一些党政试点中,龙芯、申威、飞腾都取得了不错的成绩。比如龙芯在广东云浮市的试点,共部署了2000多台龙芯终端。经过试点后,用户反馈,除因一台很少见的京瓷打印扫描一体机不能在国产终端上正常扫描录入,电子印章的key没有适配会带来实质性影响外,其他工作人员均表示仅使用国产终端日常办公不会有问题,只是需要在操作习惯上适应一下。

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龙芯应用场景

时任广东省经信委巡视员、党组副书记邹生在试用过当时的龙芯3A2000新品后与龙芯中科技术有限公司华南区总经理江山交流,说3A2000进步很大,第一期试点采用的3A1000并不成熟。使用3A1000电脑,早上回办公室打开电脑,冲杯水回来再检查是否完成登录,首次打开浏览器时要数“嘀嗒嘀嗒”几下才进入页面,虽然比较勉强,但为了国产事业他坚持用。现在3A2000就完全不同了,虽比x86仍有差距,但他觉得至少办公是可以接受了,只要继续优化和升级就能满足办公业务需要。

在2017年4月,3台龙芯3A3000交给云浮市的12345市民热线服务平台,在之后的永恒之蓝事件中,所有X86机器感染勒索病毒不能工作,所幸是3台龙芯终端未受影响而使该平台顺利渡过难关,保障了12345的不间断运作。

国产CPU要想完成对英特尔CPU的替代,必须要以应用为牵引。让党政机关先用起来,只有通过实际应用,才能不断发现问题,解决问题。在不断试错和推广中,提升国产CPU和OS的性能和体验。而本次龙芯、申威、飞腾的CPU被列入中央机关采购名录,则是助推国产CPU发展的良政。

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