SMIC能代工海光、兆芯的X86架构CPU吗?
额……老铁们,我图吧老捡国产芯片垃圾的了。
今天简单谈谈兆芯陆家嘴国产X86架构为何经久不衰(国产工艺版本至今仍未停产)
如图所示

最近通过对KX6000G/35W再次跑分发现

它的象棋跑分倍率基本相比6640MA是等比例提升的
前者全核3.0G睿频3.3G(非全核)
后者全核2.2G睿频2.6G(非全核)

按照WIN7 WIN10 6640MA跑分略有降低一般普遍象棋跑分约为10倍计算
KX6000G的象棋跑分相比6640MA基本是等比例提高
换言之陆家嘴架构拉3Ghz几乎没有效率损失


最近咱又对比了海光C3250的关闭超线程跑分
不难发现其实还打不过KX7000

如果仅仅看象棋,甚至和全核3.0G的陆家嘴八核差不多(13.63×2=27.86,已经比C86 3250关闭超线程跑分更高了 而兆芯这边恰好有八核3.0G的KX-U6880A)

因此兆芯国产工艺KX-6900S系列处理器最终定频2.8G最高应该不是陆家嘴架构本身的极限



这样的国产架构CPU在2025年还在发布国产工艺版本(一般认为是HLMC16nm)
至今未停产

支持DDR4 NVME USB3.1的同时还支持WIN7 XP
本质上还是某种意义上的传奇架构了属于是
咱已经上手了一台国产工艺版本的KX-U6980S,回头会测能效看看国产工艺水平

然后说下这个架构的架构水平
这也是本期的重点
其实兆芯的五道口-陆家嘴架构CPU产品经常被用于和AMD农机架构进行对比,然而实际上是不对的
作为低功耗小核心架构,兆芯继承了威盛的技术路线。
然而五道口-陆家嘴相比前代架构并没有扩大架构规模而是缩小。
换言之改进了威盛的设计并且一直在精简核心架构
简而言之兆芯比威盛更注重小核心的精简核心,而非仅仅关注低功耗。

简而言之,五道口-陆家嘴架构作为2宽的小核心架构,相比威盛以赛亚不仅缩减了流水线长度(-5级之后只有18级),而且还缩减了宽度(以赛亚为3宽架构而且规模很大)

它相比农机架构其实更像美洲豹或者baytrail架构,经典2宽小核心架构。
并没有什么砍浮点的模块化设计,而是4核簇的纯堆物理核心设计,点对点直连IF总线
后期陆家嘴更是直接内置全IO实现SOC化,不需要任何芯片组
单芯片即可使用。

这样的架构相比4宽的ZEN或者牢英的祖传SNB-coffeelake 4宽牙膏架构其实是小很多的。
可以看到,CPU在整个核心内部面积占比并不高(左侧绿色部分为八核五道口CPU核心)
因此在同样的晶体管数量下或者同功耗下能提供更高的性能可以看得出来架构设计的水平
五道口-陆家嘴的PPA (Power, Performance, and Area)是很高的
这意味着国产X86架构可以在更低的成本(更少的晶体管意味着更低的生产成本)和更优的能耗(对于用户来说更低的耗电)下提供更高的性能。


五道口的八核2.0G能提供16倍的象棋跑分
到了陆家嘴的四核3.0G就能提供13.6倍的象棋跑分(如果只算IPC甚至由于陆家嘴的IO性能提升同频跑分还提升了)
不得不说所谓的IPC鉴芯片设计水平论在现实的巨大差距(如频率和核心数)面前还是太过无力了。只能说不会看PPA导致的。
扩展阅读:如何评判芯片的设计水平
PPA本身还是全核能效导向的参数,相比IPC论这种单核时代的思想有代差
PPA能综合一个芯片在有限面积功耗下的表现,相比不考虑能耗不考虑核心规模闭眼看每时钟周期指令数或者典中典同频性能是更先进的评判标准
Every design has PPA targets, or goals.
- Power: Refers to the amount of electrical energy (measured in watts) consumed by the chip. Lower power consumption is crucial for battery-operated devices and for reducing heat generation.
- Performance: Indicates how fast the chip can operate, typically measured in terms of clock speed (often GHz), data throughput, and/or latency. Higher performance means the chip can process more data or execute instructions faster.
- Area: Represents the physical size of the chip or the amount of silicon real estate required. A smaller area leads to lower manufacturing costs and can enable higher integration densities.
每个设计都有PPA目标,即性能、功耗和面积指标。
功耗:指芯片消耗的电能(以瓦特为单位)。功耗越低,对电池供电设备至关重要,同时能减少发热量。
性能:表示芯片的运行速度,通常通过时钟频率(常以GHz计)、数据吞吐量和/或延迟来衡量。更高性能意味着芯片能处理更多数据或更快执行指令。
面积:代表芯片的物理尺寸或所需硅片面积。更小的面积可降低制造成本,并实现更高的集成密度。
(DeepL翻译)
可以看到PPA里面并没有IPC这种典中典的抽象参数
小核这种东西不止能效,看PPA也是相当NB的,同面积同功耗都比大核NB,就是同频率差点
但是实际上没有一个用户会因为CPU频率高或者核多就付出更高代价,而是计算芯片面积算晶体管数量看芯片生产成本和芯片功耗看使用成本。
小核设计思想本质上就是比大核先进的,所以GPU赛道NV很早就放弃了大核核弹转向小核架构,而CPU这边牢英目前的趋势也是把传统大核(P核)放弃了打算把E核转正
目前有一种观点就是兆芯国产CPU的世纪大道4宽架构其实也不是大核心
只是一个堆了32M L3的现代小核心
其余架构规模依然和现代4宽小核心相当,并没有过去酷睿4宽核心对等的规模
目前主流思想应该是以小核心追求高性能
以赛亚虽然自称低功耗核心,但实际上架构规模非常巨大,根本不像是低功耗核心该有的样子。没记错的话之前以赛亚的规模比奔腾3都大得多。
相比以赛亚,五道口-陆家嘴增加指令集,扩展FPU,优化L1L2,精简架构,不是一句提频就能概括的。
如果兆芯真是一只在坚持小核心路线那真是完美的继承发扬了IDT Winchip centaur的策略并实现了这个小核心战大核的愿景了




咱最觉得欣慰的就是兆芯并没有点错科技树,去发展什么典中典的砍浮点模块化设计或者搞什么折磨用户的大小核设计。
甚至现阶段连超线程都没,完全是纯粹的物理核心。
就是你看到的跑分基本就是无条件各种环境下都能调用的性能。


所以即使是永丰世纪大道等新架构大放异彩的今天,咱也依然觉得五道口-陆家嘴经典小核心国产自研X86架构老而弥坚。
即使这个架构完成硬件设计至今已经有10年之久了
但是作为小核心,它的生命周期注定是很长的


Baytrail架构今犹在,不见当年IVB
和J1900一样作为PPA薄纱同时期大核心的小核心产品
KX6000注定有很长的生命周期


作为久经考验的成熟产品
它和麒麟710H一样未来注定是有很大的应用需求的,远远比咱想象中的要广。

IPC高只能图一乐,能效比高才是真的高

甚至不仅是国产化替代,而是在民用产品中本身就有立足之地。

即使没有3.0G的频率,陆家嘴八核本质上依然和ZEN1六核关闭超线程的水平大差不差的。
这样的性能水平放到今天依然是够用水平

↑60帧原神完全能实现
至于说卡的
不是用了典中典的国产Linux系统
基本就是给台相同性能的配置用WIN也会卡的水平
或者和谈及710A 710H必说卡 但是手上连机器都没有的一样
那种成分就不用明说了
懂的都懂
就这样,谢谢朋友们!