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龙芯服务器CPU,不输英特尔至强?
作者:server2008   来源:本站   点击:63   时间:2024-12-17

数据大爆发时代,服务器需求量,越来越大。而作为服务器的核心,CPU成为各大处理器厂商交锋的关键。总体上看,英特尔借着X86架构优势,占据市场大头。但近些年,地位也开始出现松动。

首先,ARM已经在服务器领域,发起多轮进攻,通过给云厂商授权IP,企图逐步侵入服务器市场。像亚马逊推出的Graviton,阿里推出的倚天,华为推出的鲲鹏,都给X86服务器芯片,造成不小威胁。

除此之外,龙科多还注意到,我国的龙芯公司,借着自主指令集,也毅然加入战局。

 

前不久,龙芯对外发布好消息,3C6000服务器CPU流片成功,采用自主LoongArch架构,IP核完全自研,不用国外授权。而且,芯片在国内流片的,不用担心代工卡脖子问题。

更值得关注的是,龙芯3C6000,采用自研龙链技术,实现片间互联。计算性能、访问性能、IO通路,都得到极大的提升。从实测成绩看,已经能与英特尔至强4314处理器,一较高下。

至强4314,属于中高端服务器芯片,2021年发布。在SPEC CPU 2017测试中,其16物理核版本,单线程定点成绩4.63,单线程浮点成绩7.12,多线程定点成绩71.3,多线程浮点成绩69.3;相比之下,龙芯3C6000,16物理核版本,单线程定点成绩5.36,单线程浮点成绩7.27,多线程定点成绩74.5,多线程浮点成绩56.3;

也就是说,龙芯3C6000只是在多核浮点性能上差点,其它三项都已领先。暂时抛开生态问题,单从芯片性能比较,龙芯已经有与英特尔PK的资格。

以往,大家对龙芯的印象,基本还停留在PC端。尤其是龙芯3号系列,这些年,一直在PC端发力,不断迭代升级,力图赶上英特尔酷睿处理器。去年,龙芯发布的3A6000,算是里程碑,性能已经达到10代酷睿水平。

聊到这里,肯定有人疑问了,龙芯PC处理器积累这么多年,赶上10代酷睿,可以理解。但龙芯在服务器领域进步速度这么快,有点让人没法理解。毕竟,第一款自主指令集服务器CPU,龙芯3C5000,2022年才发布,为啥进步这么快?

​表面看,服务器与个人电脑,对CPU性能要求,存在差异。比如说,个人电脑主板,基本只有一个CPU插槽,满足个人使用需求;服务器主板,设置多个CPU插槽,满足多人使用需求。为了使用顺畅,工程师还搞出了片间互联、系统总线等技术,协作不同CPU,提高工作效率。但这些锦上添花的功能,都是建立在CPU单核性能之上。只有单核性能上来了,多颗CPU协作起来,才能更强大。众人拾柴火焰高,但如果都是火柴,也就不会有多高火焰。

龙芯能在服务器CPU领域,快速取得突破,恰恰是因为这些年,坚持提升单核性能。

2001年,龙芯刚起步时,推出的第一款CPU,龙芯1号,被用于服务器。当时,中科曙光推出的“龙腾”服务器,采用了这款CPU,同时搭配Linux操作系统。这算是国内第一台自主服务器。结果,因为CPU性能较弱,只能满足一些低端需求,导致没法产业化、市场化。之后,龙芯又推出了LoongSon3A处理器,仍然被曙光服务器采用,操作系统还是Linux。结果,还是没啥市场反馈。

究其原因,还是处理器单核性能太弱,与英特尔等企业相比,不在一个层面。龙芯团队成员,出身于高校,研究的课题多集中于处理器多核协作。为啥不聚焦单核呢?因为单核已经被英特尔这些厂商研究透了,再去研究,不好发论文。

但作为企业,对外展示的是产品,不是论文。如果单核性能没有吃透,永远没法拿出优质处理器。像英特尔、AMD,也是在单核性能遇到客观瓶颈后,才开始发展多核。

从技术角度看,单核性能与三个方面有关,架构、频率、缓存。架构考验的是工程师的设计能力;频率限于CPU温度、功耗,不可能增长太快;缓存限于CPU面积、成本,也不能快速增长;而且,频率、缓存主要依靠半导体工艺进步,逐步提升。

英特尔在2000年之前,一直专注单核性能。直到2005年前后,才推出第一个双核处理器Pentium D系列,采用90nm工艺。同样,AMD也是在这个时间点,推出双核处理器。而如今,AMD推出的服务器CPU中,核心已经达到96核。

聊回龙芯,2011年之前,龙芯一直是“学院派”的青涩少年,研制处理器都是照着论文走、照着国家项目走,在单核性能没有多大提升情况下,研究多核处理器。结果,市场不买账,吃了不少亏。

后来,龙芯痛定思痛,花了近十年的时间,提升单核性能。按胡伟武的话说:十年前,龙芯的八核,像八个中学生;现在的四核,像四个博士生;现在博士生毕业了,八个中学生肯定干不过四个博士生。

单核性能上来后,2022年,龙芯又重返服务器市场,推出首款采用自主指令集的服务器CPU,龙芯3C5000。虽然产品性能还不完美,但运气好,赶上了国内信创服务器采购浪潮,获得成长机会。如今,又经过两年的技术沉淀,3C6000又被推出。相比3C5000,其通用处理性能,成倍提升。而且,还首次引入龙链技术,实现片间互连,成倍降低片间访问延迟。

当前,国内服务器CPU路线丰富,竞争激烈。龙芯的加入,为国内带来更多选择。而且,技术更独立、发展更自主,与境内代工同步,供应链更加稳固。再往后,龙芯需要在迭代技术的同时,补齐生态短板。技术与生态只有携手前行,才能走稳、走远。


   
 
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