國產X86通用處理器 首次媲美國際主流水準?

2021-02-06 科工力量

首先要說明的是,Fritz Chess Benchmark測試並不說明全面問題。Fritz Chess Benchmark測試的是多線程,核心數越高,測試成績就越好。象棋剛出現的時候確實是重要的cpu測試軟體,主要考驗的cpu分支預測效率的高低,缺點就是流水線流不起來,不體現cpu絕對性能的好壞。但隨著技術的進步,分支預測效率都達到了頂峰,Intel、IBM、AMD這些國際大廠在分支預測上大多不相伯仲。所以只要核數主頻類似,緩存性能差不多,哪怕微結構和製程有差距,象棋分數也都差不多,衡量價值就變小了。

據多位有十年以上工作資歷的工程師表示:這個測試程序屬於分支密集型程序,原始碼是不斷地判斷,全是if else嵌套多達5-6層,碰到分支密集型程序,分支預測器猜不準的情況下,流水線就會不斷中斷,再好的設計都沒有用了。

換言之,就是碰到分支密集型程序基本上哪個處理器都做不好,也就是說,這個測試中流水線會流不起來,在用強弱CPU做對比的時候,會縮小不同CPU之間的性能差距,抹殺部分Intel、AMD這樣國際大廠產品的性能優勢。

所以性能比較要全面,拿各種各樣的測試程序來綜合測試,反應各種模塊的性能。SPEC2000/2006要測試20多個程序,而且覆蓋廣泛,代表性強,是比較權威的測試。像spec cpu2006 測試的26個程序就基本上能說明問題。不僅Intel、ARM這樣的國際巨頭會有SPEC測試成績,國內龍芯、申威、飛騰都會公開CPU的SPEC2000/2006測試成績,並說明使用的編譯器、作業系統等測試環境。

比如之前被認為裸CPU性能可以匹敵Intel E5的飛騰2000,即便飛騰有國防科大這樣的特殊背景,但也不避諱公布SPEC測試成績,其SPEC測試成績也非常亮眼:

在2GHz主頻下,採用GCC4.8編譯器,SPEC2000和SPEC2006的測試成績分別為:

SPECint_base2000:1610       SPECint_base2006:12.4

SPECfp_base2000:1589        SPECfp_base2006:11.3

SPECint_rate2000:690          SPECint_rate2006:570

SPECfp_rate2000:615           SPECfp_rate2006:482

正是如此亮眼的成績,使得飛騰2000贏得了谷歌、百度等大公司的青睞,飛騰也成為國內ARM伺服器出貨量的領頭羊。

而在SPEC測試成績上,兆芯的官方網站上一直對此諱莫如深,因而外人也很難去評估其實際裸CPU性能。目前,比較罕見的公開資料是《面向C4350AL處理器的GCC移植與優化》。

在該論文中,中國科學院軟體研究所對兆芯C4350AL做的SPEC2006測試,測試結果為:

SPECint_base2006:8.4

SPECfp_base2006:5.5。

下圖附帶了《面向C4350AL處理器的GCC移植與優化》論文中所有子項的測試成績。

不過,C4350AL是兆芯早些時候的產品,其實就是VIA Nano的馬甲。由於在核心微結構上一直穿馬甲——兆芯過去的做法一直是拿VIA的技術改製造工藝堆核心數量。ZX-D核心微結構到底有多少修改還是未知數(核心微結構到底是否改得動,有多少原始碼是VIA的陳舊代碼,有多少是國內工程師自己新寫的,有多少是向第三方購買的?),加上沒有其他中立權威機構做SEPC測試,並給予公開成績的情況下,也就只能用中國科學院軟體研究所測試的C4350AL的成績作為借鑑了。

作為參照,Intel I5 4460的SPECint_base2006和SPECfp_base2006的成績都在30以上,即便是Intel多年擠牙膏,性能也是有提升的,Intel最新CPU的SPEC2006測試成績只會更高。

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