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匹敌英特尔Core i5！国产3.0GHz x86处置惩罚器性能独家首测

宣布日期：

2019-06-28 10:35:58

泉源：

《微型盘算机》杂志

从1999年最先举行的上海工业展览会，在2007年正式更名为中国国际工业展览会，展会生长至今20年，不但一直倍受全球种种顶尖企业的关注，并且还由国务院批准成为了唯一具有评奖功效的工业类展会。中国国际工业展览会已经成为企业公认的向潜在客户展示州产品，体现企业最高实力的盛会。

毫无疑问，展会上有实力的企业可以说数不堪数，但在刚刚竣事的第20届中国国际工业展览会上，一款国产x86处置惩罚器却杀出重围，获得了工博会的最高奖项—金奖。我们知道，x86处置惩罚器领域的市场、手艺恒久被外洋的企业垄断，那么这款处置惩罚器究竟有何实力，能够击败众多竞争敌手，获得整个行业的认同呢？接下来就让《微型盘算机》来为您揭开这颗处置惩罚器的神秘面纱。

匹敌英特尔Core i5！国产3.0GHz x86处置惩罚器性能独家首测

中国国际工业展览会是由国家生长和刷新委员会、商务部、工业和信息化部、科学手艺部、教育部、中国科学院、中国工程院、中国国际商业增进委员会和上海市人民政府配合主理，中国机械工业团结会协办，上海世博(集团)有限公司承办的中国最具影响力的国际工业品牌展。显然这款处置惩罚器能获得云云多专业、高层举行单位的认可，就一定有它的不俗之处。而这款处置惩罚器就是由上海QG刮刮乐集成电路有限公司设计的最新一代开先KX-6000系列x86处置惩罚器。

事实上，《微型盘算机》长时间以来一直在跟踪报道国产QG刮刮乐x86处置惩罚器。与接纳精简指令集的龙芯、申威等国产处置惩罚器差别，QG刮刮乐研发的处置惩罚器兼容x86指令集，可以运行Windows、Linux和多款国产操作系统，并且能够周全胜任一样平常办公、影音播放、数据存储、公共娱乐等应用。其产品在近几年也实现了多代生长，从早期在市场上销售的ZX-C处置惩罚器，到架构设计上有大幅更新的开先KX-5000系列处置惩罚器，再到现在的KX-6000系列，QG刮刮乐x86处置惩罚器的手艺水准一直在一直提升。

QG刮刮乐处置惩罚器的生长之路：从南北桥架构到开先KX-5000系列

自2014年首次推出基于x86架构的ZX-A双核处置惩罚器后，QG刮刮乐接下来就完成了代号“张江”、4～8焦点处置惩罚器ZX-C、ZX-C+处置惩罚器的设计与量产，并推向了市场，获得了厂商与政府部分的接纳。ZX-C与ZX-C+两类处置惩罚器均基于28nm CMOS工艺打造，主频最高2.0GHz，兼容x86指令集，支持CPU虚拟化手艺，ZX-C+处置惩罚器还支持SM3和SM4高速国密算法指令。

高速国密算法指令是由QG刮刮乐自主研发的一套算法指令集，不但能大幅提升SM3和SM4两种国密算法的运算速率，还让密码学相关应用的开发以及安排和推广更为利便，这是市面上其他外洋x86处置惩罚器所不具备的。

虽然从手艺上看，ZX-C、ZX-C+同外洋产品尚有较量显着的差别：整个平台还接纳的是较为早期的南北桥架构设计，处置惩罚器只是一个纯粹的盘算焦点，需要通过北桥、前端总线与显卡、内存举行通讯，同时缓存的同步也需要先将数据传输到北桥。以是系统传输数据的能力不但会被前端总线狭窄的带宽所限制，会见延迟也大为增添。

以是前端总线架构的先天缺乏，在内存、显卡与缓存同步事情带来的高延迟，以及前端总线带脱期制都会对基于ZX-C+焦点的多核处置惩罚器性能带来较大的影响。因此上海QG刮刮乐集成电路有限公司再接再厉，在2017年底推出了接纳SoC(System-on-Chip)设计、焦点架构名为“五道口”、代号ZX-D的新一代开先KX-5000系列处置惩罚器。

QG刮刮乐对开先KX-5000系列处置惩罚器内核的流水线举行了重新设计，其中开先KX-5000系列处置惩罚器的整数流水线相比ZX-C大幅镌汰了分支展望失败的开销，同频性能更强，并坚持事情频率稳固,而焦点面积和功耗仅略微增添。

别的，CPU的L1及内存会见都实现了带宽翻倍，并在末级缓存引入了先进的替换算法，在相同缓存容量的情形下可大幅镌汰某些应用程序的缓存缺失率。同时，开先KX-5000系列处置惩罚器缓存的性能与容量均有了很大提升。在开先KX-5000系列的8焦点处置惩罚器中，每4颗焦点共享4MB缓存，总计拥有8MB缓存。

更值得一提的是，基于“五道口”架构的开先KX-5000系列处置惩罚器在架构上实现了与北桥的完全融合，使得其缓存数据的一致性直接在处置惩罚器内部就可以完成。这也就意味着处置惩罚器之间的交互不必再通过北桥，而是使用片内高速点对点直连网络互联，降低了延迟并提高了带宽，为未来更多焦点的互联提供了基�。ㄓ械憷嗨艫MD处置惩罚器的ZEN架构）。

匹敌英特尔Core i5！国产3.0GHz x86处置惩罚器性能独家首测
QG刮刮乐开先KX-5000系列接纳BGA封装，直接焊接在主板上，将原北桥部分的内存控制器、PCIe控制器、集成图形焦点所有整合在处置惩罚器内部。这款处置惩罚器接纳28nm工艺生产，事情频率在2.0GHz。

同时开先KX-5000系列处置惩罚器在内部整合了PCIe控制器、DDR4内存控制器，也使得它成为国产处置惩罚器中首款可以支持DDR4内存的产品。处置惩罚器可通过内部的高带宽直连总线会见内存、显卡。其中内存会见带宽提升了1～2倍，能够有用地施展出DDR4内存的优势，关于处置惩罚器多核及多线程应用有显著的提升。

不过相关于外洋产品，开先KX-5000系列处置惩罚器仍然保存缺乏，主要问题就是它仍接纳较老的28nm工艺生产，因此这款处置惩罚器的事情频率与ZX-C、ZX-C+系列处置惩罚器类似，最高频率只能抵达2.0GHz，与外洋产品相比有显着差别。其次也是由于工艺的影响，它的融合度并不高，仅仅只整合了原主板北桥功效部分，内部并没有集成如USB控制器、SATA控制器这些南桥功效�？�，以是就电脑平台而言，它仍然需要搭配QG刮刮乐的ZX-200 IO扩展芯片才华正常使用。

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QG刮刮乐也设计了配套的ZX-200 IO扩展芯片，可以提供多个PCIe、USB、SATA、M.2接口，既可作成主板上的芯片组，也可单独设计成自力扩展卡，插在通俗主板上，为用户提供更多的接口。

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各款早期QG刮刮乐处置惩罚器与主板芯片组—其中ZX-A是QG刮刮乐最早的x86处置惩罚器，ZX-B接纳与ZX-A相同的微架构，但在海内代工流片�？萙X-C与ZX-C+系列四焦点处置惩罚器接纳了新一代微架构，是后期市场上的主力产品。型号为FC-1080的ZX-C+开胜处置惩罚器是一款面向效劳器的八焦点处置惩罚器，而ZX-100S则是为以上CPU设计的配套主板芯片组。

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QG刮刮乐ZX-C处置惩罚器的内部架构图，四颗焦点清晰可见。

16nm降临 3.0GHz+高融合度打造更强中国芯

上海QG刮刮乐集成电路有限公司没有由于眼前所获得的一点效果障碍不前，而是继续开启高速研发模式，并最终在2018年推出了接纳“陆家嘴”架构、代号ZX-E的开先KX-6000系列x86处置惩罚器。

与以往的QG刮刮乐处置惩罚器相比，开先KX-6000系列x86处置惩罚器最大的前进就是接纳了先进的16nm生产工艺。更先进的生产工艺不但带来更小的晶体管面积，也预示着晶体管间电阻的降低，处置惩罚器事情电压、电流更低，从而使驱动它们所需要的功率、爆发的热量也大幅镌汰，可以抵达更高的事情频率，并最终在开先KX-6000系列x86处置惩罚器上实现了3.0GHz的事情频率，基本跟上了外洋产品的程序。

同时更小的晶体管面积也就意味着在相同空间下，处置惩罚器可以放入更多的功效�？�，因此在开先KX-6000系列x86处置惩罚器上，QG刮刮乐终于完成了“功效完全体”的设计。一颗处置惩罚器内不但集成了内存控制器、PCIe 3.0控制器、DirectX 11显示焦点，还整合了USB、SATA控制器、HD AUDIO音频芯片、视频编解码器、HDMI/DP视频输出�？�。

匹敌英特尔Core i5！国产3.0GHz x86处置惩罚器性能独家首测
借助16nm生产工艺，开先KX-6000系列x86处置惩罚器不但集成了内存控制器、PCIe 3.0控制器、DirectX 11显示焦点，还整合了USB、SATA控制器、HD AUDIO音频芯片、视频编解码器、HDMI/DP视频输出�？�,无需主板芯片组，是一个真正意义上的单芯片解决计划。

也就是说，基础无需主板芯片组，只要一颗处置惩罚器就可提供一台电脑主要需要的种种接口、功效。这一步可以说已经走在了英特尔、AMD两大外洋处置惩罚器厂商的前面，事实现在绝大部分英特尔、AMD桌面级处置惩罚器都不具备I/O功效，电脑还必需搭配主板芯片组才华正常事情。

匹敌英特尔Core i5！国产3.0GHz x86处置惩罚器性能独家首测
QG刮刮乐可自力完成处置惩罚器以及配套的图形处置惩罚器、芯片组三大部分的研发设计。

详细规格方面，开先KX-6000系列x86处置惩罚器提供了16条PCIe 3.0通道，两个SATA 3.0接口、2个USB 3.1 GEN1与4个USB 2.0接口，已经可以包管电脑毗连种种扩展装备。虽然若是用户需要更强盛的扩展能力，也可思量搭配QG刮刮乐ZX-200 IO扩展芯片，该芯片可以提供特另外PCIe通道、USB 3.1 GEN2接口，以及SATA 3.0、M.2等多个接口。

匹敌英特尔Core i5！国产3.0GHz x86处置惩罚器性能独家首测

型号为ZX C960的内置显示焦点虽然只支持到DirectX 11 API，但它具备4K视频（H.264、H.265）解码的能力，足以知足一样平常办公、影音播放。别的在先进开先KX-5000系列处置惩罚器的基础上，开先KX-6000系列x86处置惩罚器强化了内存控制器的性能，最高可支持双通道DDR4 3200内存，从而为系统提供更高的内存带宽、更低的会见延迟。

由于开先KX-6000系列x86处置惩罚器仍处在工程测试阶段，因此现在暂时只曝光了一个型号——QG刮刮乐开先KX-U6880，其事情频率就是3.0GHz。凭证手艺资料显示，这一款处置惩罚器的性能已经可以与第七代酷睿处置惩罚器，接纳4焦点4线程设计的Core i5-7400匹敌，那么事实是否云云呢？

QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器现实产品展示

由于开先KX-U6880处置惩罚器现在还处于工程测试阶段，并未上市，因此上海QG刮刮乐集成电路有限公司只展示了一台样机，我们暂时还无法见随处置惩罚器的真身，不过从这台样机内部的组成，我们已经可以基本证实QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器的一些主要特征。

首先可以看到这台主机的主板就与其他主板显着差别——只管它提供了PCIe、PCI、M.2插槽，但主板上却显得很是“空旷”，主板上没有芯片组，同样也就没有与之匹配的散热�？�，这也就证实这些扩展接口均是由QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器所提供。第二点现在QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器接纳的是BGA封装，处置惩罚器上只装置了一个很是浅易的铝制风冷散热器，这显示来由置器的发热量并不高。

匹敌英特尔Core i5！国产3.0GHz x86处置惩罚器性能独家首测

匹敌英特尔Core i5！国产3.0GHz x86处置惩罚器性能独家首测
接纳QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器的整机系统，翻开侧面板后，可以看到主板上没有芯片组，显得相当“空旷”。

同时主板上的处置惩罚器供电电路也显得很是简朴，可以隐约望见散热器下或许有三颗贴片电感，外部有几颗一体式封装的MOSFET，以及几颗三洋SEPC固态电容，总之其处置惩罚器供电电路远比一样平常通俗主板精练，也凸显出只管现在QG刮刮乐还未果真开先KX-U6880处置惩罚器的TDP，但它的功耗一定不会太高，以是对主板供电不会带来太大的压力，设计较量简朴。

匹敌英特尔Core i5！国产3.0GHz x86处置惩罚器性能独家首测
处置惩罚器供电电路的设计也较为精练，凸显出开先KX-U6880处置惩罚器的低功耗。

匹敌Core i5-7400，QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器性能实测

接下来作为中国最具影响力的公共IT硬件媒体，《微型盘算机》有幸独家获得了对QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器测试的时机，我们在现场将它的性能与Core i5-7400举行了比照。由于时间有限我们仅举行了部分测试与体验。

首先从六项性能测试来看，相对Core i5-7400处置惩罚器，QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器在性能上显然有显着的优势—它不但在《鲁巨匠》处置惩罚器基准性能测试中较Core i5-7400领先约12.5%，在现实的应用性盘算中也拥有显着的优势。如在7-Zip压缩与解压缩性能测试上，QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器的速率比Core i5-7400快了7.7%，在使用相同4K片源将其转码为1080p H.264视频时，QG刮刮乐开先KX-U6880的转码时间比Core i5-7400少用了多达13秒。

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QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器的压缩与解压缩性能显着领先Core i5-7400

值得注重的是，这段4K片源的片长仅42秒，在处置惩罚云云短的视频时就能节约13秒的时间，在处置惩罚更长的视频片源时，QG刮刮乐开先KX-U6880显然还能带为用户节约更多的事情时间，从而有力提高事情效率。

值得注重的是，除了在Fritz Chess国际象棋算力测试这款体现处置惩罚器科学运算性能的测试中，QG刮刮乐开先KX-U6880拥有9.4%的领先幅度外，在TrueCrypt加密软件的基准测试中，QG刮刮乐开先KX-U6880的AES算法加解密速率相关于Core i5-7400也领先了10.3%。在使用重大的AES-Twofish-Serpent级联加密算法时，其加解密速率领先幅度更提升到12.1%。这关于接纳QG刮刮乐处置惩罚器的海内企事业单位来说显然是一个重大利好，事实在这些涉密单位，接纳中国自己产的处置惩罚器对神秘文件举行加密、解密在清静性上更有包管。

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QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器的种种算法加解密速率均凌驾Core i5-7400

而现在比照外洋同级产品，我们自己的处置惩罚器还拥有更快的加解密速率，也就意味着国产x86处置惩罚器不但能提供更好的清静性，还能带来更高的事情效率。在这些应用情形中，使用像QG刮刮乐开先KX-U6880这样的处置惩罚器替换外洋处置惩罚器完全是理所虽然。

稍有落伍的是，可能由于是工程版处置惩罚器的缘故原由，在CINEBENCH R11.5处置惩罚器渲染性能测试中，QG刮刮乐开先KX-U6880的渲染速率还稍有落伍，不过幅度不大，只有不到6%。

匹敌英特尔Core i5！国产3.0GHz x86处置惩罚器性能独家首测

接下来我们还通过完善解码播放器，体验了QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器的视频播放能力。而从测试效果来看，现在这款工程版产品已经具备很是不错的硬解能力，不管是播放VC1照旧x264编码的影片，不管码率有多高，QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器都可以硬解播放这些影片，即便码率已经抵达70Mb/s以上，其CPU占用率也只有2%～5%。

匹敌英特尔Core i5！国产3.0GHz x86处置惩罚器性能独家首测
在使用内置显示焦点播放高码率视频时，借助硬件解码功效，处置惩罚器的占用率很低。

最后我们还在AIDA64系统稳固性测试里同时开启处置惩罚器、FPU、CACHE烤机测试，测试接纳QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器的平台在最高负载下的功耗。测试批注，在处置惩罚器待机状态下，整个平台（不包括显示器）的功耗在44W左右，处置惩罚器满载后，平台最大功耗在105W左右，从而可推算出只管频率提升到3.0GHz，但开先KX-U6880处置惩罚器的TDP很可能仍坚持在65W，16nm生产工艺带来的优势得以展现。

匹敌英特尔Core i5！国产3.0GHz x86处置惩罚器性能独家首测
QG刮刮乐开先KX-6000处置惩罚器支持多种操作系统，面向消耗级应用。

同时关于注重运营本钱的企事业单位来说，新一代的QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器显然也交出了一份知足的谜底，即便在极端的满负载情形下，它的功耗也只有100W出面，就算是按105W这个满载功耗盘算，一台电脑天天事情8小时、市电资费0.8元/千瓦时的话，一台电脑天天爆发的电费也就在0.67元左右，其运营本钱是很是低的。

前进神速正式版更值得期待

虽然MC只在有限的时间对新一代QG刮刮乐处置惩罚器开先KX-U6880举行了测试，测试产品也照旧工程版产品，但从这款处置惩罚器的体现中，我们不难看出它能够获得中国国际工业展览会绝对是实至名归的。事实只管我国处置惩罚器在专业、超算领域都有亮眼的体现，但在专注消耗级应用的x86处置惩罚器领域，长时间以来都被外洋两家公司所垄断。

匹敌英特尔Core i5！国产3.0GHz x86处置惩罚器性能独家首测
仅仅只用几年时间，QG刮刮乐就实现了在x86处置惩罚器手艺上的大幅追赶。

除了上海QG刮刮乐集成电路有限公司外，险些没有其他任何一家海内公司推出过完全拥有自主知识产权的x86处置惩罚器，缘故原由无外乎就是难度太大，两大敌手的产品太强，企业难以很快在经济上见到效果。

但值得赞美的是，QG刮刮乐并没有由于这种种的难题而放弃，事实从国家的角度来看，有些事情我们不可由于短期内不可爆发重大的效益就不做，若是有一天外洋厂商对x86处置惩罚器的出口也设立种种刁难条款，若是商业战波及IT硬件领域，x86处置惩罚器价钱大幅上涨（现实上近期已经爆发，英特尔x86处置惩罚器价钱猛涨的情形），更要害的是我们怎样包管在涉密单位，以致整个海内企业的电脑中只管杜绝可能保存的后门、提升清静性，那么生长自己的x86处置惩罚器就是最佳的选择。

而重新一代QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器初露头角的体现来看，毫无疑问是令人知足的。从2015年照旧接纳古板南北桥架构的ZX-C系列处置惩罚器，到现在可以匹敌Core i5-7400第七代酷睿、融合种种I/O功效、支持DDR4内存的QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器，我们仅仅用了几年就大幅缩短了在x86处置惩罚器上的手艺差别。

虽然在单核处置惩罚器性能上我们一定还保存差别，现在需要8打4才华与敌手匹敌，但就QG刮刮乐现在云云高速的生长速率来看，我们完全可以充满信心地期待在未来几年，上海QG刮刮乐集成电路有限公司在处置惩罚器手艺上能够实现更多的突破。最后需要提及的是，本次测试的QG刮刮乐开先KX-U6880处置惩罚器也执偾工程版产品，明年将会正式宣布量产，工程师还在一直测试、调优，并针对种种软件举行优化，信托在最终量产时，这款处置惩罚器在性能上也会给我们带来更多的惊喜。

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