釋放8核心的威力兆芯KX-5000系列通用處理器整機(jī)獨(dú)家首測(cè)

為了提升數(shù)據(jù)安全性，提高計(jì)算機(jī)技術(shù)水平，走出一條獨(dú)立自主的發(fā)展道路，我國(guó)一直在對(duì)高性能通用計(jì)算機(jī)架構(gòu)進(jìn)行深入研發(fā)、我們不僅推出了中科方德、中標(biāo)麒鱗、普華等國(guó)產(chǎn)自主可控操作系統(tǒng)在2014年，兆芯還首次發(fā)布了支持國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)、兼容x86架構(gòu)的ZX-A雙核處理器。此后，兆芯不僅完成了代號(hào)“張江”的4-8核心處理器ZX-C和ZX-C+的設(shè)計(jì)與量產(chǎn)，更進(jìn)一步推出了整合DDR4內(nèi)存控制器與PCIe控制器，釆用SoC設(shè)計(jì)的開先KX-5000系列、開先KX-6000系列等多款自主研發(fā)的通用處理器。

那么兆芯通用處理器能給我們帶來怎樣的體驗(yàn)，是否能滿足用戶的需求呢？為了驗(yàn)證產(chǎn)品的實(shí)力，兆芯特地向《微型計(jì)算機(jī)》評(píng)測(cè)室發(fā)來了兩款釆用兆芯開先KX～5000系列處理器的國(guó)產(chǎn)整機(jī)，接下來就讓我們通過實(shí)際測(cè)試來得出答案吧。

從南北橋架構(gòu)到開先KX-5000系列

在之前的ZX-A、ZX-C、ZX-C+兆芯處理器平臺(tái)上，它們采用的還是早期的南北橋架構(gòu)設(shè)計(jì)，處理器只是一個(gè)單純的計(jì)算核心，需要通過北橋、前端總線與顯卡、內(nèi)存進(jìn)行通信，同時(shí)緩存的同步也需要先將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖睒?。所以系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的能力不僅會(huì)被前端總線狹小的帶寬所限制，訪問延遲也大為增加。因此兆芯再接再厲，特別推出了采用SoC（System-on-Chip）設(shè)計(jì)、核心架構(gòu)名為“WuDaoKou”、代號(hào)ZX-D的新一代開先KX-5000系列通用處理器。

兆芯對(duì)開先KX-5000系列處理器內(nèi)核的微架構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，其中開先KX-5000系列處理器的整數(shù)流水線相比ZX-C大幅減少了分支預(yù)測(cè)失敗的開銷，同頻性能更強(qiáng)，并保持工作頻率不變，而核心面積和功耗僅略微增加。此外，CPU內(nèi)核重新設(shè)計(jì)了訪存單元及發(fā)射隊(duì)列結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)核緩存訪問性能翻倍。末級(jí)緩存實(shí)現(xiàn)了最新的替換算法，在容量不變的情況下大幅減少了某些程序的緩存缺失率。同時(shí)，開先KX-5000系列處理器緩存的性能與容量均有了很大提升。在開先KX-5000系列的8核心處理器中，每4顆核心共享4MB二級(jí)緩存，總計(jì)擁有8MB二級(jí)緩存。更重要的是，處理器與北橋的完全融合，使得其緩存數(shù)據(jù)的一致性直接在處理器內(nèi)部就可以完成。這也就意味著處理器之間的交互不用再通過北橋，而是使用片內(nèi)高速點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直連網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，降低了延遲并提高了帶寬，其架構(gòu)與AMD的Zen架構(gòu)非常類似，可以說是“英雄所見略同”。

同時(shí)開先KX-5000系列處理器在內(nèi)部整合了PCIe控制器、DDR4內(nèi)存控制器，也使得它成為國(guó)內(nèi)處理器中首款可以支持DDR4內(nèi)存的產(chǎn)品。處理器可通過內(nèi)部的高帶寬直連總線訪問內(nèi)存、顯卡。其中內(nèi)存訪問帶寬提升了1-2倍，能夠有效地發(fā)揮出DDR4內(nèi)存的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于處理器多核及多線程應(yīng)用有顯著的提升。此外，兆芯也為開先KX-5000系列處理器設(shè)計(jì)了型號(hào)為ZX-20。的IO擴(kuò)展芯片（即類似于英特爾Z370、AMD X370，提供擴(kuò)展能力與功能模塊的主板芯片組），可以提供9條PCIe 2.0通道，11個(gè)USB接口，其中包括兩個(gè)原生的USB3.1接口。

當(dāng)然最值得提及的是，兆芯開先系列處理器還支持SM3和S M4高速國(guó)密算法指令。高速國(guó)密算法指令是由兆芯自主研發(fā)的一套算法指令集，不僅能大幅提升SM3和SM4兩種國(guó)密算法的運(yùn)算速度，還讓密碼學(xué)相關(guān)應(yīng)用的開發(fā)、部署和推廣更為方便。同時(shí)，兆芯開先系列處理器還兼容全系列Windows（包括Windows10神州網(wǎng)信政府版），以及中科方德、中標(biāo)麒麟、普華等國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)。

在產(chǎn)品布局上，與英特爾的Core i3、Core i5類似，兆芯此次在開先KX-5000系列上布局了多款產(chǎn)品，定位較低的如KX-5540、KX-5640，其核心頻率在1.8GHz-2.0GHz，采用四核心四線程設(shè)計(jì);定位較高的產(chǎn)品在數(shù)字型號(hào)前則有英文U，如KX-U5680、KX-U5580，均采用8核心8線程設(shè)計(jì)，彼此間的不同主要在工作頻率的設(shè)定上。此外兆芯還針對(duì)服務(wù)器、存儲(chǔ)領(lǐng)域推出了基于“WuDaoKou”架構(gòu)的開勝KH-20000系列，與開先KX-5000系列相比，它們支持最高128GB DDR4內(nèi)存，并支持RDIMM/ECC內(nèi)存。

家用、辦公全勝任聯(lián)想開天M6200系列臺(tái)式機(jī)

聯(lián)想開天M6200系列臺(tái)式機(jī)采用了工作頻率為1.8GHz的兆芯開先KX-U5580處理器，并具有較強(qiáng)的整機(jī)配置。首先這款臺(tái)式機(jī)采用了兼顧擴(kuò)展空間與體積的18L小機(jī)箱。雖是立式機(jī)箱造型，但它采用了短款機(jī)身設(shè)計(jì)，不論是高度還是寬度，只有普通ATX機(jī)箱的約2/3，可以有效節(jié)約空間，碳素黑與銀色的搭配則讓這款機(jī)箱更具質(zhì)感。同時(shí)這款機(jī)箱的頂部還設(shè)計(jì)了頂部提手，不論是單位還是家庭用戶，都能輕松地搬運(yùn)、移動(dòng)它。更巧妙的是，這款機(jī)箱的前置面板設(shè)計(jì)了隱藏式前置接口，提供了四個(gè)USB與前置音頻輸入輸出接口，再加上DVD刻錄機(jī)，功能非常全面。

而在顯卡方面，除了處理器自己內(nèi)置的顯示核心外，整機(jī)還配備了來自AMD的Radeon RX 550顯卡，這款顯卡擁有512個(gè)流處理器，2GB GDDR5顯存，默認(rèn)核心工作頻率為1183MHz，顯存工作頻率為等效7000MHz，具有流暢運(yùn)行主流網(wǎng)絡(luò)游戲的能力。同時(shí)在存儲(chǔ)部分，這款臺(tái)式機(jī)的配置也很不錯(cuò)——它不僅配備了一塊容量為1TB，轉(zhuǎn)速達(dá)7200轉(zhuǎn)的西數(shù)1TB藍(lán)盤，還配備子一塊三星256GB M.2 NVMe SSD，用于安裝操作系統(tǒng)或各類軟件。

在開天M6200系列臺(tái)式機(jī)上，聯(lián)想一般為其安裝的是基于Linux核心的中科方德桌面操作系統(tǒng)，與中標(biāo)麒麟操作系統(tǒng)類似，該系統(tǒng)提供了類似WindowS，美觀、易用的操作界面。不過為了讓大家更好地了解兆芯處理器的性能，在此次體驗(yàn)上我們特別換裝了Windows 10操作系統(tǒng)。

基準(zhǔn)性能達(dá)到主流電腦水準(zhǔn)

由于采用的是WindOWS系統(tǒng)，所以本次我們也用大家常見的評(píng)測(cè)軟件對(duì)處理器性能、整機(jī)性能進(jìn)行了簡(jiǎn)單的測(cè)試。首先從《魯大師》測(cè)試來看，聯(lián)想開天M6200的整機(jī)性能突破了10萬分，兆芯開先KX-U5580處理器的《魯大師》處理器性能也突破了34000分，達(dá)到了主流產(chǎn)品的水準(zhǔn)。軟件對(duì)該機(jī)的評(píng)價(jià)是“可以流暢運(yùn)行一般游戲及播放高清影音”。同時(shí)從CINEBENCH R20 612cb的處理器渲染性能，以及總分為928.3分的CPU-Z多線程性能來看，處理器整體性能雖然與現(xiàn)在的英特爾、AMD產(chǎn)品有一定差距，但整體多核心性能還是達(dá)到了較老酷睿i7四核心處理器的水平，如Core i7-4720HQ，其CPU-Z多線程性能在960分左右。當(dāng)然兆芯開先KX-U5580處理器的核心數(shù)量達(dá)到了8顆，因此在單線程性能上，它還有一定幅度的提升空間。

辦公、游戲、4K視頻三不誤

理論性能的測(cè)試是一方面，對(duì)于用戶來說，最為重要的還是實(shí)際體驗(yàn)。從我們的使用來看，借助獨(dú)立顯卡、Windows 10操作系統(tǒng)，聯(lián)想開天M6200系列臺(tái)式機(jī)可以提供給用戶與其他采用國(guó)外處理器整機(jī)相近的體驗(yàn)效果。首先在網(wǎng)頁瀏覽方面，我們同時(shí)開啟了包括新浪、騰訊、搜狐、汽車之家、愛奇藝、優(yōu)酷、bilibili在內(nèi)的20個(gè)大型門戶、視頻與專業(yè)網(wǎng)站網(wǎng)頁。從體驗(yàn)來看，各網(wǎng)頁均能很流暢地上下拖動(dòng)瀏覽，在線視頻、直播視頻的播放也沒有出現(xiàn)任何卡頓或音畫不同步的現(xiàn)象。打開任務(wù)管理器可以看到，在如此“重負(fù)”下，兆芯開先KX-U5580處理器的占用率只有20%。

同時(shí)在視頻播放上，聯(lián)想開天M6200系列臺(tái)式機(jī)也有非常不錯(cuò)的表現(xiàn)。它不僅可以流暢播放常見的1080p視頻，更可輕松播放那些碼率在100Mbps、200Mbps的高質(zhì)量4K視頻。如在平均碼率為101Mbps的少女時(shí)代《Oh，4 in 1》4K MV，平均碼率為248MbpS的《鴨子飛了》4K視頻中，其處理器占用率只有10%-13%，播放各類超清視頻完全不在話下。

由于配備了SSD，聯(lián)想開天M6200系列臺(tái)式機(jī)也能帶給用戶較好的日常使用體驗(yàn)，從按下電源鍵到進(jìn)入Windows操作系統(tǒng)桌面的時(shí)間也就在25秒左右。開啟各類Word、PPT文件基本都是秒開模式，在PhotoShop中打開一張由5D MARK Ⅲ單反拍攝的2200萬像素照片時(shí)，只需約2.4秒左右的時(shí)間。在進(jìn)行常見的圖片處理工作時(shí)，也能提供極快的響應(yīng)速度。如在對(duì)圖片加入半徑為50的高斯模糊效果，在執(zhí)行銳度為50的銳化效果時(shí)，耗時(shí)都在0.1秒以內(nèi)。

考慮到Windows系統(tǒng)的采用，接下來我們還進(jìn)行了讓人好奇的游戲性能體驗(yàn)——結(jié)果顯示，采用兆芯開先KX-U5580處理器的聯(lián)想開天M6200系列臺(tái)式機(jī)在Windows操作系統(tǒng)下，也具有運(yùn)行主流游戲的能力。首先，在設(shè)置為1920x 1080全高清分辨率、中高畫質(zhì)的《英雄聯(lián)盟》游戲中，聯(lián)想開天M6200系列臺(tái)式機(jī)就能提供較為流暢的運(yùn)行幀速。在游戲開始場(chǎng)景中，幀速可以保持在40-50fps左右。在單人打兵、打野的游戲初期階段，游戲幀速也能維持在30fpS以上。當(dāng)然在后期團(tuán)戰(zhàn)中，由于場(chǎng)景復(fù)雜，在一個(gè)場(chǎng)景中同時(shí)出現(xiàn)的玩家數(shù)量的提升，游戲運(yùn)行時(shí)，偶爾還是會(huì)有卡頓的現(xiàn)象?？傮w來看，一局游戲玩下來，其平均幀速基本能夠達(dá)到30fpS，已具可玩性。

而在另一大網(wǎng)紅游戲《坦克世界》中，聯(lián)想開天M6200系列臺(tái)式機(jī)的表現(xiàn)則要更好一些。即便在1920x 1080全高清分辨率、高畫質(zhì)設(shè)置下，其在游戲中的幀速也基本保持在30fpS以上，在不少場(chǎng)景中的幀速更能維持在40fpS以上。如當(dāng)坦克在城市中前進(jìn)，在與敵方坦克交火的場(chǎng)景中，幀速都穩(wěn)定在40fpS以上。這也給游戲帶來了很好的流暢度，整局游戲運(yùn)行中，我們沒有感覺到明顯卡頓，游戲平均運(yùn)行幀速達(dá)到了39.1fpS。

小巧的辦公用機(jī)秉時(shí)bienS XES30微型計(jì)算機(jī)

這是一臺(tái)體形非常小巧的電腦，其采用的臥式機(jī)箱較一般A了×機(jī)箱要小約1/3，主要瞄準(zhǔn)那些需要節(jié)省辦公空間或需要簡(jiǎn)潔美觀的辦公場(chǎng)合。內(nèi)部配置上，這款電腦同樣采用了KX-U5580 8核心8線程處理器，工作頻率為1.8GHz，配備了8GB DDR4內(nèi)存，顯卡則使用了處理器的內(nèi)置顯示核心。硬盤方面，這款電腦采用了來自希捷的酷魚系列500GB 7200轉(zhuǎn)臺(tái)式機(jī)械硬盤。

系統(tǒng)方面，秉時(shí)bienS XES30選用的是中標(biāo)麒麟桌面操作系統(tǒng)V7.0。這款操作系統(tǒng)基于Uinux核心，專門針對(duì)國(guó)產(chǎn)處理器設(shè)計(jì)。從我們的體驗(yàn)來看，這款操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)界面、風(fēng)格非常類似于Windows XP，因此對(duì)于普通人來說，無需培訓(xùn)就可輕松上手。同時(shí)，這款操作系統(tǒng)也配備了金山WPS表格、文字、演示等常用辦公處理軟件，以及FIREFOX火狐瀏覽器、SMPlayer視頻播放工具，在軟件配置上完全可以滿足用戶的辦公需求。

網(wǎng)頁多開、文本圖片處理無壓力輕松辦公

首先得益于高效的中標(biāo)麒麟桌面操作系統(tǒng)V7.0，盡管機(jī)器配備的是機(jī)械硬盤，但該機(jī)從按下電源鍵到進(jìn)入操作系統(tǒng)的時(shí)間也就34秒左右，時(shí)間并不算多。網(wǎng)頁瀏覽方面，我們同時(shí)開啟了包括新浪、騰訊、搜狐、汽車之家、愛奇藝、優(yōu)酷、甽甽在內(nèi)的20個(gè)大型門戶、視頻與專業(yè)網(wǎng)站網(wǎng)頁，其中的兩個(gè)網(wǎng)頁播放高清視頻、一個(gè)網(wǎng)頁播放汽車之家的視頻直播。這些網(wǎng)站的設(shè)計(jì)復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般企事業(yè)單位、公司的網(wǎng)站。在兆芯開先KX-U5580處理器與內(nèi)置顯示核心的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手下，結(jié)果讓人很滿意，各網(wǎng)頁仍可很流暢地上下拖動(dòng)瀏覽，在線視頻、直播視頻的播放也沒有出現(xiàn)任何卡頓或音畫不同步的現(xiàn)象。

同時(shí)在開啟各種辦公文檔方面也是如此，我們找來了兩個(gè)頁數(shù)、容量較大的DOC文檔進(jìn)行測(cè)試。第一個(gè)文檔的容量為35MB、頁碼數(shù)達(dá)116頁，內(nèi)含眾多文字、圖片。通過金山WPS軟件，秉時(shí)biens XES30微型計(jì)算機(jī)只需2.5秒就能快速地打開它。打開后無論是編輯，還是上下拖動(dòng)頁面都沒有任何明顯卡頓的現(xiàn)象。第二個(gè)文檔對(duì)電腦則是一個(gè)較大的考驗(yàn)，它是一個(gè)容量不大約27.8MB，但頁碼數(shù)達(dá)到964頁的資料型文檔，從體驗(yàn)來看，打開它就需要多花一些時(shí)間，耗時(shí)約25秒?？傮w來看在進(jìn)行辦公文檔類的處理時(shí)，該電腦能提供與其他PC差不多的響應(yīng)與處理速度。

PDF文件方面，我們特別采用容量較大的《微型計(jì)算機(jī)》雜志類PDF文件對(duì)電腦進(jìn)行考驗(yàn)，測(cè)試中使用了容量從125MB到155MB、250MB三類容量的雜志文件。從測(cè)試結(jié)果來看，其表現(xiàn)還是不錯(cuò)的。盡管容量較大，但這三個(gè)文件的開啟時(shí)間都不長(zhǎng)，每個(gè)文件的開啟時(shí)間E4.9s-8.8s左右，在PDF中無論是上下翻動(dòng)頁碼，還是放大縮小每頁的內(nèi)容，都沒有任何卡頓的感覺，整體速度表現(xiàn)不錯(cuò)。圖片處理上，秉時(shí)biens XES30微型計(jì)算機(jī)在GIMP圖片編輯器中打開一張由5D MARK Ⅲ單反拍攝的2200萬像素照片時(shí)，只需約7秒左右的時(shí)間，在進(jìn)行常見的圖片處理工作時(shí)，也能提供較快的響應(yīng)速度。如在對(duì)圖片加入半徑為50的高斯模糊效果時(shí)，耗時(shí)約4.9秒，在執(zhí)行銳度為50的銳化效果時(shí)，耗時(shí)也只需要約8.7秒左右。

相對(duì)于兆芯開先ZX-C處理器平臺(tái)，我們?cè)诒鼤r(shí)bienSXES30微型計(jì)算機(jī)上所感受到的最大進(jìn)步是開先KX-5000系列處理器自身的視頻播放能力大幅提升。在開先ZX-C處理器上，它只能流暢播放碼率在20Mbps以內(nèi)的各種1080p影音文件。而秉時(shí)biens XES30微型計(jì)算機(jī)則可輕松播放各類高碼率視頻，包括峰值碼率超過80Mb/s、采用MPEG-2編碼的《阿里山》視頻片段，以及平均碼率在50Mbps、采用H.264編碼的《北京烤鴨》4K視頻，它都能非常流暢的播放，沒有音畫不同步的現(xiàn)象。

兩款整機(jī)足以勝任普通辦公、家用需求

綜合以上體驗(yàn)來看，我們認(rèn)為這兩款使用兆芯開先KX-U5580處理器的整機(jī)都能勝任普通辦公，甚至家用的需求。從秉時(shí)biens XES30微型計(jì)算機(jī)來看，雖然它的系統(tǒng)基于Linux核心，不能玩Windows游戲，但采用國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)并沒有給用戶帶來任何不便——從齊全的文字、表格、PPT、圖片編輯工具，到獨(dú)有的、滿足政務(wù)要求的公文模板，流暢的多網(wǎng)頁瀏覽、高碼率視頻播放能力，可以說在日常辦公應(yīng)用中，國(guó)產(chǎn)處理器搭配國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)帶來的體驗(yàn)效果，已經(jīng)與使用國(guó)外處理器的辦公電腦沒有區(qū)別。

借助獨(dú)立顯卡、SSD的加入，采用兆芯開先KX-U5580處理器的聯(lián)想開天M6200系列臺(tái)式機(jī)也有很好的表現(xiàn)。它不僅能輕松勝任網(wǎng)頁瀏覽、在線視頻播放，以及Office、PhotoShop辦公軟件的運(yùn)用，更具備播放高碼率4K超清視頻，運(yùn)行主流3D游戲的能力?？梢哉f這臺(tái)PCB經(jīng)能滿足普通辦公、家庭使用的需求。

同時(shí)，得益于兆芯處理器的低功耗設(shè)計(jì)，這兩套整機(jī)的使用成本都不高。秉時(shí)biens XES30微型計(jì)算機(jī)的最高滿載功耗僅56W，在進(jìn)行文字辦公、影音播放時(shí)的功耗一般不會(huì)超過50W。聯(lián)想開天M6200系列臺(tái)式機(jī)雖然多出了獨(dú)立顯卡、SSD，但這兩個(gè)配件也沒有給該機(jī)增加太大的功耗。在CPU滿載的時(shí)候，整機(jī)功耗僅增加到68w，只有當(dāng)CPU、顯卡均處于滿載狀態(tài)的時(shí)候，整機(jī)功耗才會(huì)提升到105w左右。對(duì)于追求性能的企事業(yè)單位來說，這款采用兆芯開先KX-U5580處理器的聯(lián)想開天M6200系列臺(tái)式機(jī)依然不會(huì)帶來太高的使用成本。

當(dāng)然更值一提的是，兆芯處理器對(duì)SM3和SM4高速國(guó)密算法指令的支持，完全自主化的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，使得這兩款整機(jī)在安全性上具有國(guó)外同類產(chǎn)品無法比擬的優(yōu)勢(shì)。因此現(xiàn)在基于兆芯處理器的各類臺(tái)式機(jī)、一體機(jī)、筆記本電腦等各類形態(tài)辦公用機(jī)能得到整機(jī)行業(yè)市場(chǎng)的廣泛采用，也可謂是情理之中、水到渠成。我們也期待采用兆芯處理器的電腦能早日進(jìn)入家用市場(chǎng)，讓普通用戶也能體驗(yàn)到我國(guó)通用處理器的魅力。