主頻提升25%！俄羅斯48核CPU仍不是華為鯤鵬920對(duì)手！

早在2022年10月，俄羅斯國(guó)產(chǎn)處理器廠商貝加爾電子（Baikal Electronics）就曝光了最新推出的48核的服務(wù)器處理器——S1000的SPEC CPU 2006 Int性能測(cè)試數(shù)據(jù)，并將其與20核Intel Xeon Gold 6148、16核AMD Epyc 7351和48核華為鯤鵬920的SPEC CPU 2006 Int測(cè)試成績(jī)進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示S1000性能大約與AMD和英特爾CPU相當(dāng)，同時(shí)也達(dá)到了7nm制程的華為鯤鵬920性能的85%。

在經(jīng)過(guò)了數(shù)個(gè)月時(shí)間的優(yōu)化之后，近日，貝加爾電子將S1000的主頻由原來(lái)的2GHz提升到了2.5GHz，意味著性能提升了25%。貝加爾電子分享了更多關(guān)于S1000的最新測(cè)試數(shù)據(jù)，并將其與Intel Xeon Gold 6230和華為鯤鵬920進(jìn)行了比較。

首先，我們回顧一下貝加爾S1000處理器的一些細(xì)節(jié)參數(shù)：

作為一款針對(duì)服務(wù)器應(yīng)用設(shè)計(jì)的處理器，貝加爾S1000基于臺(tái)積電16FFC工藝制造，面積為607mm2，具有48個(gè)Arm Cortex-A75內(nèi)核，主頻原為2GHz，現(xiàn)在已經(jīng)升級(jí)到2.5GHz，TDP為120W。

在這顆SoC上有12個(gè)計(jì)算群集，每個(gè)群集包含四個(gè)內(nèi)核和四個(gè)512 KB 的 L3 緩存塊。每個(gè)內(nèi)核都包含自己的 512 KB L2 高速緩存和兩個(gè) 64 KB 的 L1 高速緩存塊。在 SoC 的中間是一個(gè)由 2 MB 的 L4 緩存塊組成的四乘四網(wǎng)格，總的緩存容量為32 MB。此外，在SoC上，還有24 MB的L3和L2緩存以及6 MB的L1緩存：總共86 MB，由48個(gè)內(nèi)核共享。

SoC的外圍是 I/O 控制器。左右兩側(cè)容納了五個(gè) PCIe 4.0 x16 控制器，其中三個(gè)可以兼作 CCIX 1.0 模塊，并啟用 2 路和 4 路 SMP（對(duì)稱多處理）。頂部和底部是六個(gè)內(nèi)存控制器，每個(gè)控制器都可以處理一個(gè) 72 位通道，到 128GB - 768GB的帶ECC的DDR4-3200。

相比之下，Intel Xeon Gold 6230則是2019年的產(chǎn)品，代號(hào)Cascade Lake，14nm工藝，20核心40線程，三級(jí)緩存為27.5MB，頻率為2.1-3.9GHz，熱設(shè)計(jì)功耗125W。

華為鯤鵬920則采用了7nm工藝，自主研發(fā)的TaiShan v110架構(gòu)，也是48核心，主頻2.6GHz，三級(jí)緩存48MB，熱設(shè)計(jì)功耗最高達(dá)158W。

以下是多款不同軟件測(cè)試之下的得分對(duì)比：

CoreMark：

CoreMark是綜合基準(zhǔn)測(cè)試應(yīng)用程序，可幫助通過(guò)各種測(cè)試評(píng)估 CPU 的性能。貝加爾S1000單核心16302分、多核心769354分。鯤鵬920則分別為18398分和945564分，貝加爾S1000分別落后11.4%、18.6%。Intel Xeon Gold 6230的多核性能得分為5390036分，貝加爾S1000性能領(lǐng)先42.7%。

Stream：

Stream和CoreMark一樣，都是綜合基準(zhǔn)測(cè)試應(yīng)用程序，Stream注重內(nèi)存帶寬。貝加爾S1000的性能為83GB/s，相比華為鯤鵬920的110GB/s約落后了24.5%，相比Intel Xeon Gold 6230則高出了33.9%。

7-Zip：

貝加爾S1000壓縮得分為86953分、解壓縮得分為134271分，相比鯤鵬920的150105分和239042分各落后42.3%和43.8%。貝加爾S1000的解壓縮性能則領(lǐng)先于Intel Xeon Gold 6230的80508分約66.8％(壓縮性能缺失)。

GeekBench 5：

評(píng)估解決應(yīng)用問(wèn)題的表現(xiàn)時(shí)，Geekbench 5基準(zhǔn)測(cè)試經(jīng)常被使用，其主要目的是評(píng)估設(shè)備在各種不同的任務(wù)下的性能表現(xiàn)，包括圖像處理、加解密等，該基準(zhǔn)測(cè)試分為單核和多核處理器測(cè)試。貝加爾S1000單核得分為498分，多核心得分為16511分，落后Intel Xeon Gold 6230單核1058分約52.9%之多，但由于核心數(shù)量多了28個(gè)核心，使得其多核性能得分大幅領(lǐng)先于Intel Xeon Gold 6230的9165分約80.2%。鯤鵬920的具體成績(jī)沒(méi)有顯示（但從圖形來(lái)看，單核略高于貝加爾S1000，多核性能似乎大幅低于貝加爾S1000）。

Linpack：

Linpack 是服務(wù)器高性能 CPU 的著名基準(zhǔn)測(cè)試，通常決定超級(jí)計(jì)算機(jī)在 Top500 列表中的排名。貝加爾S1000多核心性能為353.3GFlops，相比鯤鵬920的327GFlops高出了約8.0%，但大幅落后Intel Xeon Gold 6230的849GFlops約58.4%。

“可以看出，貝加爾S1000處理器頻率增加25%導(dǎo)致了本次測(cè)試中單核和多核性能提高23.2%和19.9%，”俄羅斯芯片開發(fā)人員評(píng)論道。

Spec CPU 2017

Spec CPU 2017是一組密集計(jì)算的測(cè)試任務(wù)，其結(jié)果主要取決于CPU和整個(gè)內(nèi)存層次結(jié)構(gòu)（包括緩存）的性能，以及C、C＋＋和Fortran編譯器的速度。SPEC CPU 2017包含兩組測(cè)試：SPECINT和SPECFP。第一種用于測(cè)量整數(shù)計(jì)算中的性能，如數(shù)據(jù)壓縮、加密、模擬和其他算法。第二個(gè)測(cè)量科學(xué)計(jì)算、建模、圖形工作等方面的性能。

對(duì)于貝加爾S1000的測(cè)試結(jié)果，貝加爾開發(fā)人員沒(méi)有單獨(dú)評(píng)論。可以看到，在主頻提升之后，貝加爾S1000的Spec CPU 2017測(cè)試成績(jī)都有一定提升。

總體來(lái)看，雖然貝加爾S1000作為一款基于Arm Cortex-A75架構(gòu)、主頻也不算高的處理器，制程工藝也是相對(duì)落后的16nm工藝，而Intel Xeon Gold 6230和華為鯤鵬920在制程上更具優(yōu)勢(shì)。但在整體的性能表現(xiàn)上貝加爾S1000憑借核心數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)，在很多場(chǎng)景下的測(cè)試成績(jī)優(yōu)于Intel Xeon Gold 6230。但是相比同樣核心數(shù)量的華為鯤鵬920，僅在Linpack測(cè)試當(dāng)中領(lǐng)先，其它測(cè)試均輪回，仍有一定的差距。

另外可以看到的是，貝加爾S1000在經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)月的優(yōu)化之后，性能也確實(shí)相比去年有了一定的提升。在去年曝光的原始測(cè)試數(shù)據(jù)中，貝加爾S1000在Geekbench 5多核測(cè)試得分為14246分，與Ryzen 7 5900X相當(dāng)。而最新的GeekBench 5多核測(cè)試得分已經(jīng)提升到了16511分，相比之前已經(jīng)提升了15.9%。

需要指出的是，由于此前美國(guó)商務(wù)部已經(jīng)對(duì)俄羅斯進(jìn)行了制裁，禁運(yùn)了包括半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、電信、信息安全設(shè)備、激光器和傳感器等技術(shù)及產(chǎn)品。此后，歐盟、中國(guó)臺(tái)灣等地區(qū)也對(duì)俄羅斯進(jìn)行了跟進(jìn)制裁。這也使得英特爾、臺(tái)積電、三星等晶圓代工廠也已停止了對(duì)俄羅斯相關(guān)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)的代工服務(wù)。這也意味著貝加爾電子S1000處理器將無(wú)法被制造。

雖然俄羅斯國(guó)內(nèi)有兩家集成電路制造商：Микрон（Mikron）和Ангстрем公司，但是他們的工藝都比較落后。Микрон只能提供65-250納米制程工藝加工能力，Ангстрем（2019年破產(chǎn)重組）也只有一座8英寸晶圓廠，能提供90-250納米制程工藝。主要提供軍用、航天和工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品。而且，Mikron還被美國(guó)財(cái)政部列入了制裁名單。

此外，2022年5月，英國(guó)方面也將俄羅斯兩大處理器廠商MCST和貝加爾電子列入了制裁名單，除凍結(jié)其資產(chǎn)外，英國(guó)企業(yè)對(duì)其提供技術(shù)服務(wù)也將受到嚴(yán)格管制。此舉意味著俄羅斯芯片設(shè)計(jì)企業(yè)或?qū)o(wú)法使用Arm的IP來(lái)設(shè)計(jì)處理器。

雖然相關(guān)人士表示，貝加爾電子16nm工藝以下的所有處理器的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)許可證依然可用。但對(duì)于正在開發(fā)的處理器將無(wú)法繼續(xù)獲得新的Arm IP許可。

在芯片設(shè)計(jì)和制造方面的雙重限制之下，貝加爾電子前景堪憂。

雖然去年俄羅斯為發(fā)展本土半導(dǎo)體制造業(yè)，計(jì)劃到2030年將投資約3.19兆盧布（約384.3億美元），希望在2022年底前量產(chǎn)國(guó)產(chǎn)化的90nm制程，2030年底量產(chǎn)國(guó)產(chǎn)化的28nm制程。但是，美國(guó)及其盟國(guó)的聯(lián)合制裁之下，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)恐怕是非常困難。

編輯：芯智訊-浪客劍