Исходя из результатов тестов, можно сказать, что инженеры китайской компании Loongson проделали огромную работу и сделали ее неплохо. Конечно, у них получился далеко не идеальный продукт, он находится даже не на уровне процессоров предыдущих поколений AMD и Intel, но было бы странно, если бы у кого-то сразу же получилось не хуже лучших представителей современных CPU. Похоже, что в 3A6000 что-то сделано хорошо, а что-то похуже. Предсказатель ветвлений в 3A6000 находится примерно на уровне Zen 2, то же самое касается и технологии одновременной многопоточности SMT — сделать ее сразу на уровне западных конкурентов было непросто, но у китайских инженеров Loongson почти получилось. И даже контроллер DDR4-памяти, который в 3A5000 был откровенно неудачным, они смогли улучшить — результат пока всё равно не дотягивает до решений AMD и Intel еще предыдущих поколений, а современные уже имеют поддержку DDR5, но и это приличный шаг вперед.

 

Все улучшения 3A6000 по сравнению с предыдущей моделью дали значительный прирост производительности, и ядро LA664 по эффективности и количеству исполняемых инструкций за такт примерно сравнялось с Zen первого поколения — китайский процессор почти всегда был близок к Ryzen 5 1500X, работающему на частоте 2,5 ГГц. Конечно, есть еще над чем работать, как показали наши тесты, но многие вещи вполне решаемы в будущем при помощи аппаратных и программных улучшений. Самое главное, что Loongson 3A6000 — большой шаг Китая в сторону снижения зависимости их экономики от западной микроэлектроники. Производительности и возможностей этого полностью китайского процессора вполне достаточно для большинства несложных задач, ведь те же процессоры Zen первого поколения и сейчас вполне работоспособны и применяются во многих системах, где не требуется сверхпроизводительность.

Большинство китайских потребителей, которым пришлось переходить на процессоры собственного производства, уже сделали или сделают этот шаг без особых усилий — производительности 3A6000 для простых повседневных задач вроде браузера, почты и офиса будет вполне достаточно. Более того, на данный момент программная часть оказывает куда большее влияние на принципиальную возможность использования ПК на основе Loongson, чем сам по себе процессор и его пиковая производительность. И если исправить все существующие по сей день шероховатости в виде недостатка родных версий некоторого ПО под архитектуру LoongArch, то системы на основе этих китайских CPU станут еще более удобными в использовании. Производительности и технических возможностей Loongson 3A6000 уже сейчас достаточно для подавляющей части пользователей ПК.

Но не нужно и лишних иллюзий: на деле Loongson 3A6000 отстает по производительности даже от первого поколения Ryzen, если учитывать работу последнего на куда более высокой частоте, не говоря уже о более новых CPU западных компаний. И так получается даже при схожем техпроцессе произаводства протестированных решений. Если же сравнивать китайский CPU с самыми современными процессорами AMD и Intel на сегодня, то отставание будет наблюдаться и по количеству исполняемых инструкций за такт, и уж тем более с учетом более чем вдвое большей тактовой частоты у западных изделий.

Хотя Loongson 3A6000 уже сейчас показывает неплохие результаты в некоторых тестах и приложениях, но даже до CPU, которым исполнилось несколько лет, ему довольно далеко, не говоря о новейших предложениях AMD и Intel, которые вот-вот выйдут на рынок. Например, по производительности операций с плавающей запятой Loongson заметно отстает даже не от самых лучших CPU лидирующих западных компаний. 3A6000 сдерживают низкие тактовые частоты и небольшое количество ядер — максимальная частота процессора лишь 2,5 ГГц, а ядер там всего четыре, больше в несерверных CPU быть не может. Поэтому 3A6000 просто не в состоянии конкурировать с мощными процессорами AMD и Intel, имеющими до 16 ядер и более, да еще работающими на частоте уже под 6 ГГц.

А хуже всего дела обстоят в не слишком распространенном ПО — во многом из-за отсутствия специфических оптимизаций под LoongArch. Например, не все программы используют SIMD-наборы инструкций на китайском процессоре, что требуется для достижения высокой производительности. Хуже всего то, что такое будет наблюдаться не только в бенчмарках, но и в повседневной работе, и даже если вы найдете ПО, которое в принципе работоспособно на китайском процессоре, то далеко не факт, что оно будет работать на нем хотя бы столь же быстро, как на близких (казалось бы) по мощности процессорах AMD и Intel. А что-то вообще придется запускать в режиме двоичной трансляции x86-кода, что еще больше снизит производительность систем на основе китайского CPU.

Особой энергоэффективностью Loongson 3A6000 также похвастать не может, максимальный уровень потребления для разных его модификаций отличается, но может достигать 50—80 Вт для протестированной модели — не меньше, чем у прямых соперников, вроде того же Core i3-10100 и его последователей. Просто так повысить частоту, судя по всему, китайцы не могут, а ведь вместе с этим вырастет и без того немалое энергопотребление. Сейчас у них еще есть запас по возможному улучшению IPC по сравнению с Core и Ryzen, но вопрос максимальной частоты остается одним из главных, а ее не так просто повысить, не ухудшив другие показатели — вспомните историю Pentium 4, к примеру. AMD и Intel долго работали над своими архитектурами для повышения частоты, и это еще только предстоит сделать китайцам.

Более того, им нужно не просто улучшать архитектуру, но и совершенствовать технологии производства, чтобы увеличить тактовую частоту, количество ядер и объем кэш-памяти. Текущие ограничения во многом обусловлены использованием устаревшего техпроцесса 12 нм, хотя и не им одним: тот же Ryzen 5 1500X выполнен по техпроцессу 14 нм, однако производительнее китайца. И если китайская компания хочет не просто занять большую часть внутреннего рынка, но и стать производителем процессоров мирового класса, конкурируя с западными компаниями (Intel и AMD, а с недавнего времени и Qualcomm), то им еще предстоит сделать очень многое, ведь Zen 1 был хорош во время своего выхода, но не сейчас. И производительность на его уровне кажется хорошим началом для китайской компании, сравнительно недавно вышедшей на рынок, но дальше им при помощи собственной архитектуры придется конкурировать с самыми мощными игроками. При этом однопоточная производительность того же Zen 1 даже во время его выхода была не самой сильной стороной процессора AMD, он конкурировал с Intel в основном за счет доступности многоядерных (6- и 8-ядерных) процессоров, а у 3A6000 этих ядер лишь четыре — этого достаточно во многих задачах, но не для конкуренции с лучшими представителями современного рынка настольных CPU.

Неудивительно, что сама компания Loongson сравнивает свой 3A6000 чаще не с решениями AMD, а с Intel Core i3-10100 — четырехъядерным процессором с кодовым именем Skylake, который имеет 6 МБ кэш-памяти и тактовую частоту 4,3 ГГц. Но ведь в той линейке это один из самых простых продуктов, а, например, Core i5-10600K и i7-10700K имели больше вычислительных ядер и более высокую тактовую частоту. И 3А6000, который является вершиной возможностей китайской компании, просто не может конкурировать даже с этими устаревшими процессорами. То же самое касается и решений Zen 2 из той же эпохи. Во многих наших тестах даже Ryzen 5 1500X справлялся с некоторыми задачами явно лучше, чем 3A6000, даже если привести их к единой частоте (а уравнивание по частоте — это большой штраф для процессора AMD). Отрыв от Loongson лишь увеличится, если взять в сравнение хотя бы Zen 2 с более чем четырьмя ядрами.

Поэтому, хотя Loongson 3A6000 является наиболее мощным и многообещающим процессором китайской разработки и производства, предназначенным для настольных ПК, на сегодняшний день современные процессоры Intel и AMD всё еще имеют очень большое преимущество над ним. 3A6000 — хороший процессор, явно догоняющий западных конкурентов, но еще далеко не такой продвинутый, чтобы конкурировать с ними. Да, у китайцев есть и другие процессоры собственной разработки, но они чаще используют архитектуру ARM, и это в целом не так интересно, как собственная архитектура, пусть и основанная на MIPS. Инженерам компании Loongson предстоит еще очень много работы для достижения самого высокого уровня, но можно надеяться, что их отставание будет сокращаться и дальше.

Правда, сами разработчики архитектуры и процессора влияют не на всё. Очень многое зависит от возможностей полупроводникового производства, и когда Запад условно «дружил» с Китаем, у них были открыты возможности производства на самых передовых фабриках, вроде TSMC. Но теперь, когда США наложили множество санкций на китайские компании, им приходится переориентироваться на возможности внутреннего китайского производства — а они у SMIC не такие уж широкие на данный момент. Есть шанс на улучшение в будущем, но именно сейчас настал период некоторого застоя, из-за которого китайские разработчики, скорее всего, немного потеряют ход. Им придется умерить свои аппетиты по техпроцессам, так как улучшить продукты за счет самых продвинутых техпроцессов пока что не получится. Тем интереснее будет посмотреть, чего они смогут достичь в таких условиях.

Как видно, есть не только серверные процессоры с большим количеством ядер и потоков, но и будущие модели процессоров для настольных ПК — на основе других ядер с повышенными частотами и даже новые встроенные видеоядра. Всё это интересно в том числе потому, что китайский производитель процессоров Loongson планирует начать переход на техпроцесс 7 нм еще в этом году. Дело это небыстрое, такая продукция вряд ли появится раньше следующего года. Но это должно обеспечить повышение производительности даже аналогичной модели процессора на 20%-30% как минимум. Понятно, что производство собственных CPU из-за санкций США теперь возможно лишь в Китае — на фабрике SMIC, и чипы будут не столь производительны и эффективны, как если бы они производились на TSMC, но это в любом случае лучше, чем нынешний процесс 12 нм, и для китайской полупроводниковой промышленности это весьма продвинутое производство.

И если следующее поколение процессоров Loongson действительно будет использовать техпроцесс 7 нм у SMIC, то это позволит установить более высокие тактовые частоты, а также разместить большее количество ядер в кристалле — такое решение серьезно улучшило бы конкурентоспособность решений, если даже 3A6000 достаточен для большого количества задач. Но компании еще очень многое нужно сделать, чтобы достичь уровня решений AMD и Intel хотя бы 2-3-летней давности, не говоря о более современных процессорах. Loongson 3A6000 лишь показывает потенциал китайского производителя, ведь не так уж просто сходу создать конкурентоспособный продукт в борьбе с такими признанными игроками, как Intel и AMD. Главное, чтобы прогресс продолжался и китайские процессоры развивались в конкурентной среде — это может открыть для Loongson не только большой китайский рынок, но и выход на другие рынки, включая российский.

Еще раз напоминаем, что это лишь первая часть материала по процессору Loongson 3A6000 и системах на его основе. Во второй статье будут затронуты темы, связанные с практическим использованием ПК на основе китайского CPU с собственной архитектурой — мы использовали как готовый компьютер PNXC, так и ПК, собранный на базе системной платы Asus. Также разберем доступные для Loongson операционные системы, тонкости и неочевидные недостатки применения этих процессоров с точки зрения пользователя, привычного к ПК на базе x86-совместимых процессоров и операционной системы Windows. Читать полностью на iXBT.com.