2023年11月28日，龍芯中科在北京國家會議中心舉辦了盛大的發布會，會上發布了一系列龍芯產品，其中就包括了采用完全自主研發LoongArch指令集和龍芯第四代微架構的龍芯3A6000處理器。同時，知名主板廠商華碩也在會上發布了旗下第一款龍芯主板XC-LS3A6M。相信很多朋友都非常關心國產自研處理器的實際表現到底如何，那么本次測試我們將給大家帶來詳細的解答。
龍芯3A6000+華碩XC-LS3A6M主板規格介紹
龍芯3A6000采用了自主研發的LoongArch指令集，和我們平常接觸最多的X86指令集是并列關系，而且不能直接兼容，如果要在LoongArch平臺上運行X86應用程序，需要通過二進制轉譯。當然，正是因為LoongArch指令集以及處理器重要IP都是完全自主研發的緣故，也就不用擔心授權的限制，同時龍芯中科還將CPU核IP逐漸免費開放授權給業界使用，目前首批與龍芯中科簽訂CPU核IP授權協議的企業已經達到10家。
芯片微架構部分，龍芯3A6000采用了最新的LA664。作為龍芯第四代微架構，LA664的規格已經完全不輸當前主流的X86處理器，它的發射寬度達到了6，ROB項數達到256，定點物理寄存器和向量物理寄存器的數量也高達192個，Load與Store隊列項數分別為80和64，也都達到了當前X86主流處理器的水平。表格中我們還列出了Skylake S與Zen3微架構的部分規格，可以看到LA664微架構的IPC設計確實是具有超前性的。當然，這里只是部分規格的對比，而影響處理器微架構IPC的因素并不只有這些規格，因此僅作參考。
核心配置部分，龍芯3A6000支持SMT2技術，具備4核8線程；制程工藝部分，龍芯3A6000使用了12nm工藝，核心頻率從2GHz到2.5GHz自動調整，滿載的情況下可以實現全核心2.5GHz加速頻率。當然，這并不是它的極限頻率，通過主板BIOS超頻它還可以在更高的頻率下運行，后面我們也會進行更詳細的超頻測試。TDP方面，龍芯3A6000官方標稱的典型功耗為38W，供電要求不高，同時普通風冷即可搞定散熱，所以配套的散熱器也比較小巧。
緩存部分，可以看到它其實相比現有主流處理器也毫不遜色，特別是三級緩存更是高達16M。內存部分，它支持JEDEC標準雙通道DDR4 3200，注意不是XMP標準，如果使用XMP標準的DDR4 3200，在龍芯3A6000平臺上只會以SPD內保存的最高JEDEC標準頻率運行。因此，我們測試使用的也是一對JEDEC標準的威剛DDR4 3200內存。
龍芯3A6000處理器采用了FCBGA 1190封裝，是直接焊接在主板上的，而它對于所有設備的連接都要通過主板上的7A2000顯卡來完成，處理器與顯卡之間則通過HyperTransport 3.0總線來傳輸信號——沒錯，就是DIY資深玩家非常熟悉的那個HT總線。此外，7A2000顯卡不但內置了各種I/O控制器，還內置了龍芯中科自研的集顯，并自帶了2GB DDR4顯存。
那么說到主板，本次與龍芯3A6000整合的主板是來自上海華碩定制的XC-LS3A6M，它板載7A2000顯卡，配備DrMOS供電，提供兩條DDR4內存插槽，支持雙通道DDR4 3200（最高64GB），擁有一條PCIe ×16（×8通道）插槽、一條PCIe ×8插槽和一條PCIe ×4插槽，全都支持PCIe 3.0標準。存儲部分，板載了M.2插槽和4個SATA接口，主板還提供了雙千兆有線網卡，COM口、VGA+HDMI視頻輸出、前置Type-C擴展等實用接口，完全能夠滿足日常辦公娛樂需求。
特別值得一提的是，華碩XC-LS3A6M的BIOS中還提供了超頻的“狂暴模式”，最高可以將龍芯3A6000解鎖到3GHz的頻率。當然，要超到這樣的頻率也需要更加極致的散熱方案。易用性方面，華碩XC-LS3A6M還板載了DEBUG燈和物理網絡開關、配備多重硬件防護，這些都是華碩主板的常備功能，也是非常成熟的技術了。
接下來就讓我們看看龍芯3A6000平臺實測的情況。
實戰測試：性能超乎預期，日常應用毫無壓力
測試平臺
處理器：龍芯3A6000
Intel酷睿i3 10100F
Intel酷睿i5 12400
AMD銳龍5 3400G
主板：華碩XC-LS3A6M
ROG STRIX B460-G GAMING
華碩TX GAMING B760M WIFI D4
ROG STRIX B450-I GAMING
內存：威剛萬紫千紅DDR4 3200 8GB×2
顯卡：華碩DUAL- RX580-8G
硬盤：閃迪至尊高速Ultra 1TB SATA
電源：ROG雷神THOR 1200W
操作系統：Windows 11專業版23H2
UOS AMD64 V1060
UOS LoongArch64 V1060
Loongnix 20.5
我們知道，龍芯3A6000采用了自主研發的LoongArch指令集，因此不能直接運行Windows操作系統，所以龍芯平臺的測試都在UOS LoongArch版和Loongnix操作系統上完成。此外，我們也選擇了一些常見的X86處理器來進行對比，其中的酷睿i5 12400手動關閉兩個核心保持4核8線程的規格進行測試。
基準性能測試
在發布會上，龍芯中科展示了龍芯3A6000與酷睿i3 10100的部分測試數據對比，這里我們另外補充了一些項目的測試數據供大家參考，雖然使用的是酷睿i3 10100F，但它和酷睿i3 10100相比只是沒有核顯，處理器部分是完全相同的。
從測試數據來看，在UnixBench中，龍芯3A6000單線程得分2112，多線程得分8988，分別大約相當于酷睿i3 10100F的75%和83%，不過我們知道酷睿i3 10100F的單核頻率是4.3GHz，全核頻率也高達4.1GHz，都是遠高于龍芯3A6000的，因此IPC方面龍芯3A6000未必有劣勢。
7Zip的壓縮解壓測試中，可以看到龍芯3A6000相比酷睿i3 10100F，單線程差距要比多線程差距稍大，其中壓縮性能的差距又小于解壓縮性能的差距。然后是Coremark，這個軟件考查的是單線程性能。2.5GHz的龍芯3A6000大概是4.3GHz酷睿i3 10100F得分的64%。最后是FFmpeg的轉碼測試，我們將一個45.5 GB的YUV格式的視頻轉碼為MP4格式，此測試中龍芯3A6000要比酷睿i3 10100F多用40%的時間。
從這幾個基準測試項目來看，龍芯3A6000的性能表現與官方數據比較相符，總的來說龍芯3A6000還是達到了性能預期，比想象中的還是要好不少，雖然絕對性能相對酷睿i3 10100F有差距，但畢竟后者的頻率已經超過了4GHz，比龍芯3A6000的2.5GHz高出太多。
那么如果對比的處理器都保持全核2.5GHz的工作頻率，測試結果又是如何呢？我們將酷睿i3 10100F、銳龍5 3400G以及酷睿i5 12400都手動設置為全核2.5GHz與龍芯3A6000進行對比，結果令人十分驚喜。從表中可以看到，同為全核2.5GHz的情況下，龍芯3A6000所有的測試成績都明顯超越了酷睿i3 10100F，其中UnixBench單線程領先幅度甚至高達24%，多線程更是領先36%，7zip的單線程與多線程總分也分別領先了20%和28%之多，相對銳龍5 3400G的領先幅度甚至更大，和酷睿i5 12400（4C8T）也打了個有來有回。由此可見，在2.5GHz頻率下，龍芯3A6000的IPC已經完全趕上了主流處理器的水準，相對較早的X86處理器優勢還很明顯。
我們還額外對比了龍芯3A6000使用UOS系統和Loongnix系統的性能差異，從測試結果來看，Loongnix系統下龍芯3A6000的各項測試成績表現都更好一些，畢竟是自家的系統，優化方面也許更加到位一些。
基準測試之后，讓我們再來看看實際應用的體驗情況。
辦公應用實際體驗
統信UOS和龍芯Loongnix都帶有圖形化GUI界面，常規的操作邏輯和大家平時用Windows差不多。從個人體驗上來看，統信UOS對新手更友好一些，更符合大家的日常習慣，而Loongnix則更加“極客”一些，有些操作會繁瑣一點。它們都自帶了應用程序商店，從數量來看都非常豐富，常用的辦公娛樂上網軟件都有，直接點下載安裝即可。
LinuxQQ使用的是重構后用Electron框架實現多端合一的UI，界面清爽，用起來也比較流暢。使用體驗和Windows版沒有什么區別。微信相對體驗差一些，畢竟這是一個通過Wine使用的Windows版，版本較低，很多功能都沒有，明顯開發進度不及QQ。
騰訊會議有原生版應用，從功能來看視頻、投屏和錄屏都很OK，用起來也很流暢，對于有網絡會議、上網課之類的用戶來說完全可以滿足需求。
辦公軟件部分，有 WPS的龍芯版，雖然版本晚于Windows版，但基本功能用起來是沒有什么問題的。我們還特意分別打開了一個40萬字的Word文檔、一個200MB的Excel文件和一個160頁的PPT，龍芯3A6000都表現得很流暢，標簽切換、縮放、拖動等操作都沒有卡頓。
網頁瀏覽部分，相比之下感覺龍芯瀏覽器比UOS的更好用一點，速度更快一些。在瀏覽器中看B站4K視頻比較流暢，處理器占用率也不算太高，完全可以接受。
此外我們還體驗了GIMP圖像處理器工具、百度網盤（原生版）、釘釘、OBS、SMPlayer和VLC播放器等常用的工具軟件，以及PyCharm、VS Code、中望CAD等生產力工具，龍芯3A6000的總體表現都是令人滿意的，軟件都可以正常運行，效率也比較OK。
最后，我們還模擬了一下日常辦公的實際情況：先打開十幾個不同的網頁，比如在B站看視頻；接下來打開音樂網站聽聽歌；再打開前面測試用的Word、Excel、PPT文件；再啟動GIMP編輯圖片。這種狀態下處理器占用大概是40%多，內存占用81%，此時切換各個應用窗口還是比較流暢的。這樣來看的話，龍芯3A6000滿足日常工作的性能需求是沒有什么問題的，甚至比一些還在使用的4核8線程辦公機體驗更好。
游戲應用體驗
對于一般消費者來講，游戲應用顯然也是有需求的。原生支持龍芯的游戲并不多，但跑在JAVA上的《我的世界》是可以原生支持龍芯的，畢竟龍芯有原生的JAVA JDK。從測試來看，龍芯3A6000的流暢度非常不錯，從截圖可以看到，定點測試場景中可以達到350fps左右，復雜場景的璃月地圖也有超過100fps。
那么，如果不是原生支持龍芯的游戲怎么辦呢？龍芯提供了LAT二進制翻譯系統，包括翻譯X86的LATX和翻譯ARM的LATA，因此我們可以通過LATX來運行X86的游戲，如果再加上Wine，就可以運行一些Windows下的X86游戲了。
先來看看Linux下的X86游戲。《死亡細胞》《群星》《異星工廠》都是沒有問題的，流暢度也非常不錯。《雷神之錘4》可以運行，只是幀率不太穩定，高的地方超過80fps，低的地方不到20fps。《消逝的光芒》載入完會閃退，只有等LATX更新了。除了PC游戲，Mednaffe、RetroArch和PPSSPP等模擬器也是可以正常運行的，這樣算起來游戲就比較豐富了。
再看看LATX+Wine兼容Windows游戲的情況。老版的《暗黑破壞神2》是可以運行的，只是開了小地圖有一定掉幀。《古墓麗影9》也可以正常運行，只不過幀率較低，平均只有25fps。《生化危機4》《生化危機：啟示錄2》都可以運行，但幀率也是較低，可能是Wine版本的問題。Windows版的Mame Plus街機模擬器運行起來就沒什么問題了，流暢度是 OK的。
此外還有很多龍芯3A6000可以運行的游戲，這里就不一一體驗了，大家有興趣可以去看看愛好者整理的游戲列表。總的來說，龍芯3A6000平臺游戲是有的玩的，平時簡單娛樂一下是沒有問題的，優化方面可以期待未來慢慢加強。
功耗與超頻測試
功耗方面，我們分別搭配RX 580獨顯和集顯進行測試。從測試結果來看，在使用集顯的情況下，龍芯3A6000整個平臺運行FFmpeg轉碼功耗不到90W，比較符合預設的功耗水平。當然，搭配獨顯后整機功耗大幅提升，這也是因為RX 580本身的待機功耗就比較高的原因，和龍芯3A6000無關。
華碩XC-LS3A6M可以對龍芯3A6000進行超頻，經過我們的嘗試，在電壓增加到1.2V的情況下，處理器可以穩定運行在2.8GHz頻率下，而且此時滿載最高溫度也不到60℃。超頻后龍芯3A6000的性能進一步提升了10%~12%，比較符合頻率的增長幅度。如此看來，如果下一代龍芯處理器可以將頻率進一步提升，那么性能也會有著線性的增長規律。
總結：國產自研處理器加速趕超，未來可期！
最后簡單總結一下。從基準測試來看，在默認頻率設置下，龍芯3A6000性能達到了設計預期，比較符合官方給出的數據，雖然相對酷睿i3 10100F有一定的性能差距，但這主要是因為后者的工作頻率遠高于龍芯3A6000的緣故。而同頻測試的結果已經證明龍芯3A6000的IPC實際上已經大幅度超越了2.5GHz下的酷睿i3 10100F、銳龍5 3400G，甚至能和酷睿i5 12400（4C8T模式）打個有來有回，可見龍芯3A6000的LA664架構在IPC方面已經趕上了主流X86處理器的水準。如果未來進一步升級制造工藝，提升工作頻率，那么龍芯趕超主流X86處理器的腳步必將大幅加快。當然，由于多方面的原因，未來較長時間內龍芯可能都要以提升IPC為主要設計方向，制造工藝方面并不會把步子邁得太大，從而繞開來自制造工藝方面的封鎖。
從實際體驗來看，龍芯3A6000現有的應用生態環境是可以滿足日常辦公生產力和輕度娛樂需求的，在同時進行辦公多任務的時候龍芯3A6000表現出來的流暢度令人驚喜，體驗甚至明顯好于現有的一些4核8線程處理器Windows主機，游戲方面的支持度也在不斷優化提升，LATX+Wine的兼容性、效率也會不斷升級，未來的體驗也會更好。目前電商平臺可以輕松買到龍芯3A6000的板U套裝和整機，價格也比較合理，這也從側面證明了龍芯3A6000的實用性已經達到相當可靠的水準了。
從更高的層面來看，龍芯中科自研處理器指令集和架構突破了來自國外的封鎖，打破了在國外架構授權、IP授權以及專利授權控制下成長的桎梏，并且使用了境內可控的制造工藝，建立了全面使用國產設備的芯片封裝測試廠，與國內EDA軟件企業也進行了深入的合作，更是將龍芯架構IP逐步免費開放打造更強大的生態圈，由此也凸顯了龍芯未雨綢繆、居安思危的長遠眼光。
總而言之，龍芯3A6000的出現，意味著國產自研處理器已經正式進入反擊趕超的階段，而龍芯能有今天的成就，與它腳踏實地、自強不息的精神不無關系，而我們也相信龍芯能夠在未來成為國產自研芯片中的中流砥柱。
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