小米、华为 NAS 留下的遗憾，被这台国产芯片 NAS 补上了
在小米 NAS 没出之前，大家一直都期待：搭配小米自研芯片、小米澎湃系统，再连接小米庞大的智能生态。但期待很好，现实很惨，结局怎样大家自有判断。
同样的还有华为 NAS，大家曾期待麒麟芯片+鸿蒙的组合，也未曾实现。
在当前国产芯片的 NAS 场景下，服务器端的其实比较成熟了，海光、鲲鹏在政企服务器、信创基础设施领域已经有了大量应用，但是到了桌面端 NAS 场景，曾有个兆芯 NAS，剩余的基本长期属于空白。
零刻 6 月份在公众号里发了一个 ME Pro 龙芯 2K3000 共创体验官的招募活动，我第一时间报名参加了。
很荣幸被官方选中作为了体验官，也在拿到这台国产芯片 NAS 产品之后深度的体验一下。
当然体验的范围主要不在产品的外观、做工，毕竟零刻的 ME Pro 我也分享过很多次了，龙芯处理器的这台基本是一致的。
这次主要体验的是，是龙芯 2K3000 这个处理器，以及在 NAS、PC 场景究竟可以发挥出哪些能力。
先说说信创这个事儿吧。
未来的家用消费端如何发展，还不得而知。但至少作为政企方向，是大势所趋，信创这个事儿必然是持续要开展的。而且我也相信，很多小伙伴的工作地区，已经逐步将信创作为一个替代的方向。
作为一个全新的架构范围，零刻作为国家级高新技术企业，将信创处理器纳入经营生产范围，毫无问题。
一。硬件拆解
老规矩，拆机我们还是得做的。零刻 ME Pro-龙芯版套用的是 ME Pro 两盘位的模具，也是我认为 ME Pro 系列最好看的经典样式。
如果从外观上来讲，拿着零刻 ME Pro-龙芯版去打其它的信创电脑，那绝对是航母打蚊子的存在，真·吊起来打。
先看看网络和数据接口，这台设备正面提供了一个开机键和一个 USB 3.1 Type-A 5Gbps。
背面则是双 2.5Gbps 网口，USB-C，USB2.0*2，3.5mm 音频口、DC 电源。散热出风口为 5 个。
ME Pro-龙芯版除了提供 2 个 HDD 硬盘位外，在底部主板区域还提供了 2 个 M.2 扩展，其中一个是 M.2 Nvme 2280 SSD（PCIe 3.0x1），另外一个是 M.2 SATA 2280。
平时看惯了 M.2 Nvme 的你，看到 M.2 SATA 的时候，是不是就觉得很魔性了？
确实，我第一反应也是如此。但是等仔细研究了一下设备后，我发现这个设计也真的是绝了。
两个层面吧。第一个层面是设备通道本身的限制，2K3000 只有一个 SATA 口，没办法满足两盘位，所以采用了 PCIe 引出 SATA，然后单 SATA 走 M.2 SATA 的方式，很灵活。
第二个层面，则是 M.2 SATA 虽然在消费级市场里已经被淘汰了，但如果转头到政企环境里，会发现它还处于一个主流配置的位置。它比 HDD 更快，价格又比 M.2 Nvme 更低，而且本身也是一个去库存的场所。
所以综合来看，ME Pro-龙芯版在设计 M.2 SATA 这个扩展的时候，真的是下了点功夫的。
最后再来看一下这台设备的配置清单。这个主要是对信创感兴趣的小伙伴，或者采购方，可以对标对表去看看购买的可行性。毕竟这款设备并不能算是一台传统意义上的 NAS ，反而更像是一台大容量的 PC 设备，兼顾了存储、外观。
| 模块 | 规格 |
|---|---|
| 处理器 | 龙芯 2K3000（LoongArch 自主指令集）· 8 核 8 线程 · 2.2 GHz / 0.275 GHz |
| 内存 | 8GB，1 × SODIMM DDR4 槽 |
| 系统盘 | 64 GB eMMC（系统盘） |
| 数据扩展 | M.2 PCIe 3.0 ×1 2280 ×1 + M.2 SATA 2280 ×1 |
| 有线网络 | 2 × RJ45 2.5GbE（Realtek RTL8125） |
二。产品实测
下面具体对这台设备的性能和参数进行测试吧，毕竟信创 NAS 对于大部分小伙伴来说，都还是属于比较新鲜的产品。所以大家肯定也很关注这台设备具体的一些指标。
1. CPU
2K3000 这个处理器的单核性能并不强，拿 Geekbench 6 的分数来看，大约只有 N100 的 60% 左右。但是因为 8 核的优势，所以在多核下的跑分却能和 N100 打平。
1️⃣ sysbench CPU 扩展曲线
那么不同核数下，2K3000 能释放出多少的效率？我跑了 sysbench CPU 扩展曲线，10 秒跑分 × 4 个线程档。
| 线程 | events/s | 相对 1 线程 | 多核效率 |
|---|---|---|---|
| 1 | 145.89 | 1.00× | 100% |
| 2 | 528.13 | 3.62× | 362% |
| 4 | 1336.70 | 9.16× | 916% |
| 8 | 3191.33 | 21.87× | 273% |
8 线程拿到 273% 多核效率，远超 100% 的理论基线，说明 8 核并行时单核也跟着加速（频率/缓存命中双优化），没有明显的核间争抢。延迟从单核 9.73ms 降到 4.41ms，多用户并发时响应也更快。
60 秒单核长测，events/s 稳定在 328.30，平均延迟 3.05ms，最大延迟 6.62ms，没有降频、没有波动。这一项对 NAS 跑定时备份、索引、缩略图这些单核任务很关键。
2️⃣ openssl 加密算法吞吐
接着跑一个 openssl 加密吞吐。RSA-2048 验签 1.1 万次/秒，企业网关 / SSL 代理级别。
| 算法 | 8KB 块吞吐 |
|---|---|
| AES-128-CBC | 108.27 MB/s |
| SHA-256 | 180.98 MB/s |
| SHA-512 | 235.21 MB/s |
| RSA-2048 验签 | 11,168 次/秒 |
不过当遇到 AES-256 256B 小块时，会掉到 33 MB/s，真的用起来，建议在 NAS 配置 SMB 加密时优先用 AES-128-GCM 或 SM4。
2. 温度
首先是 CPU 温度，2K3000 的 TDP 设计大概在 15W 左右，满载 stress-ng 跑了 5 分钟，温度维持在 49°C 左右。
- • 满载温度 43-49°C
- • 满载频率 2200 MHz 全程满频
- • 负载率 load average 4.01（8 核 50% 利用率）
其次是硬盘温度，我选了两块酷狼 4T 组了 Raid 1。
在开着空调的室温 25 度下 fio 随机4k 跑半小时，最终两个硬盘的温度都压在了 36°C~38°C 这个区间，低于 40°C 的安全线，散热一如既往的优秀。
fio 跑温度压测的同时，刚好我也看了下实际的速度。从这个性能结果来看，零刻ME Pro-龙芯版的性能完全没问题，顺序读写跑在酷狼的标准区间内，甚至偏好。
这个有个点，就是 Raid1 和 2.5Gbps 网口是不满的。一般情况下，我们肯定建议 Raid0 或者 Basic 去跑才有意义。然后双 2.5Gbps 如果去聚合的话，就需要上 M.2 Nvme 了。总之正因为 双 2.5Gbps 的配比，以及各种硬盘混搭的能力，让这台设备可以适应各种各样的玩法，整体灵活性非常高。
| 场景 | 带宽 | IOPS | 备注 |
|---|---|---|---|
| 顺序读 1M q8 | 198 MB/s | 198 | RAID1 单盘 5400RPM 接近极限 |
| 顺序写 1M q8 | 175 MB/s | 175 | 双盘写放大，仍有 175 MB/s |
| 4K 随机读 q32 | 3.25 MB/s | 812 | 5400RPM 寻道决定 |
| 4K 随机写 q32 | 1.57 MB/s | 394 | RAID1 双盘写放大 |
| 4K 混合 70R/30W q32 | 1.79 MB/s | 447 |
3. 系统生态
零刻 ME Pro-龙芯版，内置的是 Loongnix 20 系统，内核 4.19.190，属于旧世界架构。
那么它的生态中包含了官方的应用商店，主要的办公软件都已经做了适配，可以正常运行。
那如果对于一台 NAS 而言，关键的还在于能不能跑 docker，这应该也是小伙伴们比较关心的事情。
看了下龙芯社区的生态，docker 版本当前为 20.10.3 ，docker-compose 版本为 1.21.0，因此在生态上相对还是非常落后的。
镜像源方面，配置了 lcr.loongnix.cn 后拉取成功，本地跑了一个 alpine 正常运行。
然后从镜像源看的话，常规的基础镜像，比如 debian、alpine、openEular 这些都是有的，但是 Go、Node 等语言运行时则版本偏低，而中间件、数据库大部分有，更多的需要自己编译 dockerfile，应用类的就别想了，基本都没有。
也就是说，docker 装得上跑得起，但生态门槛不低。不过好在如果这台设备的目标是政企市场，那么 docker 本身就不需要，只需要龙芯本身的办公软件生态即可。
4. 播放、编解码
2K3000 这个处理器，有一个单独的 VPU，基于 Linux VA-API 框架，所以主流的 FFmpeg、VLC 等工具都可以获取 VA-API 支持，可以实现硬件加速。
从官方提供的支持能力表来看，龙芯 2K3000 支持 H.264、H.265、AV1 等主流视频格式的解码，支持 H.264、H.265 的编码，支持 4K 播放。
那么究竟实操起来如何？我也跑了几个测试，结论并不好。
1️⃣ 播放
先是真实的本地视频播放。1080p 模式下无论是直接播放或者转码 720p 播放，都是毫无问题，画面保持实时输出，这一点和后面转码可以交叉验证。
但是播放 4K H.265 的影片，实际播 1s 卡 1s，播放效率不到 55%，也就是说 10 分钟影片要 17 分钟左右才可以看完，基本属于不能用的状态。
2️⃣ 编解码
虽然龙芯 2K3000 本身硬件上提供了硬编解码的可能性，但是实际测下来是用不了的，主要还是靠 CPU 软解。
用不了的最大原因还是生态位不匹配。比如 VA-API 路径存在，但是 libva 初始化路径不认； V4L2 mem2mem 路径存在，模块可加载，但是 /dev/video 节点没创建，ffmpeg 找不到设备。
这是因为龙芯目前内核层还是把 GPL 驱动接口隐藏了，必须闭源的 blob 才能调用。我前面测试的 ffmpeg 这种开源工具没办法使用。
3️⃣ 软解
硬解暂时通不了车，但软件层面有个救急方案，把 ffmpeg 从 4.4.2 升级到 8.0，并开启龙芯社区做的 LSX SIMD 优化。
FFmpeg 上游主分支从 2018 年开始就有 libavcodec/loongarch/，基于 2K3000 支持的 LSX 128-bit SIMD 指令集，优化覆盖了 H.264 CABAC/HEVC/VP8/VP9 等关键 DSP 路径。
实测下来，这台机器上 ffmpeg 升级唯一显著受益的场景，恰恰是 Jellyfin 最常用的「4K HEVC 片源转码成 H.264 输出」——在 ultrafast 6 线程下，性能从 1.5 倍实时直接飙到 3.7 倍实时，翻了一倍多。这意味着硬解缺席的情况下，纯靠 CPU 软算也能同时给 2~3 台设备远程转码 4K 片源，之前是基本不敢想的。
因此建议完成这台需要第一时间升级 ffmpeg 版本。
5.可道云体验
前面几部分主要是针对性能的测试，比如 CPU、速度、温度、编解码，接下来再看看真正的业务使用场景。
我以信创 NAS 这一场景出发，在零刻 ME Pro 上部署了可道云 kodbox 1.68，结果相当不错。
先说说部署的细节，docker 肯定是用不了的，必须走包部署。Loongnix 20 仓库里 php7.3、mariadb、redis、nginx 全都又现成的 loongarch64 包，使用跑 apt install 就行。
但是去跑的时候，kodbox 的 CDN 返回的都是 403，需要从 github 拉 main 分支下来，实际装出来是 1.68.10，跟最新 release 同步。
我编写了一些脚本来跑测一下 kodbox 1.68.10 在 2K3000 上的性能基线。本来我以为 CPU 会有点弱，并发下的文件处理会遇到瓶颈。
但是实测下来，CPU 跑量没有超过 50%，所以 50 个用户左右的普通小文件读写并发性能完全可以吃住。
写在最后
把龙芯 2K3000 塞进一台桌面 NAS，零刻迈的这一步，方向是对的。
信创替代推进到今天，PC、服务器、操作系统都比较成熟了，但是桌面的大容量 PC 终端，或者是桌面级 NAS基本是空白领域。
ME Pro-龙芯版作为第一吃螃蟹的人，在硬件外观、做工、性能、扩展方面属于是出场即颠峰，完全吊打现在的信创终端，性价比高太多了。
但是市场方面，还有个信创目录的问题，需要后续发力，毕竟个人用户一般是不会选择购买信创终端的。
另外，初代产品在软件兼容上，只能算是探路之作，4K 硬解没打通、Docker 生态弱等问题依旧严峻。
零刻和龙芯接下来要补的功课也很清晰，作为商业产品，可以尝试把 VPU 用户态出口接上，然后内置系统 ffmpeg 8.0 预编译包放进去。等这些都到位了，"中国芯 NAS"才从"能用"真正变成"好用"。
当然，如果是喜欢折腾信创设备的人，零刻ME Pro-龙芯版绝对是当下最折腾入手和折腾的一款设备，我也看到很多大佬安装了 debian、UOS 系统到这台设备里，并且驱动运行正常、运动。
