上月，龙芯发布了新一代桌面CPU 3A6000，在单核性能上打平i3-10100F，其IPC追平了13代酷睿。紧接着，麒麟9000S问世。最近，有人向龙芯首席科学家胡伟武提问，龙芯3A6000和麒麟9000S孰强孰弱，对于这个问题胡伟武回答的比较委婉，说龙芯应该和英特尔、AMD比，麒麟应该和高通、苹果比。有鉴于此，铁流从技术上分析一下，两款芯片的差异。
龙芯是CPU 麒麟9000S是SoC
其实，胡伟武的答复是充满智慧的，因为这既避免得罪人，又说明了龙芯和麒麟的差异。
龙芯3A6000是一款桌面CPU，由于电脑空间大，GPU、桥片都可以布置在主板上，集成度不高。麒麟9000S是一款手机SoC，由于手机对空间要求苛刻，因而必须有非常高的集成度，才能节省空间，手机的SoC集成了CPU、GPU、DSP、ISP、NPU、基带等诸多模块，使一款手机芯片具有非常丰富的功能，苹果的M1处理器甚至把内存都集成到SoC里。
正是因此，龙芯和英特尔、AMD的CPU是同一类，麒麟和高通、苹果的处理器属于同一类。硬要对两者进行比较的话，由于3A6000不具备麒麟9000S的很多功能，因而如果就这些方面进行对比，龙芯是非常吃亏的。
比如麒麟9000S集成了GPU，龙芯的GPU集成在桥片，3A6000没有集成GPU，比GPU性能，麒麟9000S完胜；
3A6000 没有集成DSP，麒麟9000S集成了DSP，比DSP性能，麒麟9000S完胜；
比如麒麟9000S集成了NPU，龙芯3A6000 没有集成NPU，比NPU性能，麒麟9000S完胜。
不过，在两者在某些方面是可以进行比较的。比如指令集自主水平，CPU性能和制造工艺。
在指令集上，龙芯采用自主指令集LoongArch，麒麟9000S采用的是ARM v8.2，在自主水平上龙芯完胜。
在制造工艺上，龙芯采用的是境内12nm工艺，麒麟9000S采用的是境内新锐工艺，因而可以获得更高的集成度和更低的功耗，在工艺上，麒麟9000S占优。至于CPU性能对比，稍后再介绍。
由于龙芯和麒麟是不同类型的芯片，拿来对比不太合适，其实，拿龙芯和鲲鹏进行对比才比较合适。
麒麟9000S大核定点对标A78 浮点接近X1
虽然在GPU、NPU、DSP等方面不适合拿龙芯和麒麟进行对比，但就CPU部分，还是可以从测试数据中来探个究竟的。
根据SPEC测试，编译环境为GCC12.0 -Ofast，麒麟9000S在2.6Ghz主频下，SEPC06 单核定点成绩为35.5，浮点成绩为50.6。
SEPC17测试，编译环境是GCC12.0 -03，麒麟9000S单核定点成绩为4.14，浮点成绩为6.51。由于浮点性能对超算意义大，对手机意义有限，因此我们主要看定点成绩。
作为参照，ARM的X3核心在3.1Ghz主频下，定点可以达到61.7分；X1在3Ghz下，定点可以达到50.3分；2.8Ghz的A710达到38.7分；2.4Ghz的A78达到32.33。
换算为IPC就是：
x3，61.73/3.1=19.91
x1，50.38/3=16.79
a710，38.76/2.8=13.84
a78，32.33/2.4=13.47
麒麟9000S的大核，35.55/2.61=13.62
再来看SPEC2017测试下麒麟9000S的大核和ARM公版架构的IPC对比。
x3，6.58/3.1=2.122
x1，5.71/3=1.9
a710，4.05/2.8=1.45
a78，3.62/2.4=1.51
麒麟9000S的大核，4.14/2.61=1.58
从数据可以看出，麒麟9000S的大核在定点上与a78相当。
另一家机构的测试也可以看出，麒麟9000S在SPEC2017测试下比较亮眼的是浮点性能，已经接近X1的水平。
总结一下，麒麟9000S的CPU核在定点上对标A78，在浮点上接近X1，与X3这样的公版架构尚有一定差距。
CPU的IPC 麒麟不如龙芯
从SPEC06实测数据看，麒麟9000S的IPC达到13+/G（定点），龙芯6000的IPC达到17+/G（定点）。从SPEC17实测数据看，麒麟9000S的IPC达到1.58/G（定点），龙芯6000的IPC达到2.08/G（定点）。
9000S的大核心是6发射，A78是4发射，等于说用了更多资源，最后堆出来的核定点与A78差不多，同样6发射的龙芯6000 IPC追平13代酷睿，9000S的CPU核逻辑设计只能算中规中矩，尚有较大提升空间。
必须说明的是，龙芯的编译器是GCC8.2，测试麒麟9000S用的是GCC12。GCC对ARM的支持，比对LoongArch好，LoongArch才出现3年，过于年轻，龙芯在软件上几乎都是“负优化”，在编译器方面，龙芯尚处于补课阶段，而X86和ARM经过多年优化，GCC对X86和ARM非常友好。正是因此，胡伟武说计划用2-3年完成编译器的补课，完成补课后，能够把性能提升10%—20%。
从中可以看出，龙芯3A6000的逻辑设计是非常强悍的，在制造工艺落后一代，且编译器拖后腿的情况下，实测IPC依然比麒麟9000S高25%。
也许有人会说龙芯IPC高是因为9000S只要4M缓存，而龙芯6000有16M缓存，麒麟9000S的大核心可以用于鲲鹏处理器，届时就可以弥补缓存的不足，进而大幅提升IPC。
事实上，缓存对IPC有影响，但影响不足以抹平IPC上两者的差距。
用数据说话，i3-10100F和i9-10850K，两者的核心是相同的，不过i3的三缓是6M，i9的是20M。只要把它们锁定到相同的频率来测试，就可以知道三缓从6M提高到20M后，可以把性能提高多少。
把i3-10100F和i9-10850K都锁定到1.0GHZ的频率，都使用双通道3200内存，使用相同的编译参数和系统环境测试SPEC CPU2006 int base，得到的成绩如下:
i3-10100F @ 1.0GHz int base=12.9
i9-10850K @ 1.0GHz int base=13.2
也就是说，把三缓从6M增加到20M，可以带来2%左右的性能提升。
如果新一代鲲鹏CPU把把9000s的4M三级增加到16M，性能的提升比例也应该是2%左右。简言之，基于9000s的CPU核开发鲲鹏CPU，其IPC会有提升，但提升会比较有限。
由于PC和服务器上，功耗限制不会像手机上那么严格，新一代鲲鹏CPU的主频可以往上提一提。
铁流估算，新一代鲲鹏CPU（3Ghz）的SEPC06 单核定点成绩为38-40，这个性能已经很强了。
作为参照，3Ghz主频的Intel i3-10100F SEPC06 单核定点成绩为36.5：
3.5Ghz主频的Intel i3-10100F成绩为41.6：
4Ghz主频的Intel i3-10100F成绩为46.4。
2.5G的龙芯3A6000成绩为43.1。
总的来说，瑕不掩瑜，毕竟定点IPC可以对标A78，这个性能已经很不错了，只要不运行高负载的3A游戏，足以满足绝大部分应用。
麒麟和龙芯有着截然不同的定位
麒麟和龙芯是两种截然不同定位下的芯片，麒麟的定位是商业芯片，可以从国外购买外商技术授权，可以买台积电尖端工艺流片，其商业化受益于ARM+安卓体系，可以运行AA体系软件生态。
几年前，麒麟就因为过度依赖ARM授权和台积电尖端工艺——从K3V2到麒麟9000，其CPU、GPU核全部从外商购买，一直采用台积电尖端工艺。这是这种依赖性导致其在4年时间内“绝版”，直到最近才随着境内新锐工艺的良率攀升，才实现“王者归来”。
龙芯的定位是自主CPU，要求高度自主可控，自研LoongArch指令集和全套IP，始终与境内工艺保持同步，一方面是因为龙芯穷，买不起台积电尖端工艺，另一方面也是龙芯为了保证自主可控，始终坚守底线思维。在麒麟用上台积电16nm时候，龙芯使用的是境内40nm工艺；当麒麟用上台积电5nm工艺时，龙芯使用的是境内12nm工艺。
正是依靠自主指令集LoongArch，自主研发核心IP，坚持使用境内工艺，自建软件生态，使龙芯在被美国列入实体清单后，不受丝毫影响，始终保持了正常的迭代速度。
总的来说，麒麟9000S是目前国内基于境内新锐工艺打造的最强ARM芯片，功能丰富，集成度高，在商业市场上非常具有竞争力。但在CPU核设计，以及自主可控水平上与龙芯有差距。
龙芯3A6000是基于境内12nm工艺和LoongArch指令集打造的自主桌面CPU，在IPC上已经追平了英特尔13代酷睿，在国产CPU中单核性能最强，且自主程度最高。但在工艺上与麒麟有差距，在软件上存在明显短板。
麒麟9000S和龙芯3A6000有各自的优势与不足，在各自的优势领域都会有很好的前景。
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