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Zen架构!国产海光x86 CPU实测:虽有缩水 意义非凡
出处:快科技 2020-02-28 14:18:43     作者:上方文Q 编辑:上方文Q[爆料]点击可以复制本篇文章的标题和链接 收藏文章
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二、海光Zen架构的阉割与修改

海光并非直接把AMD Zen架构芯片拿过来打磨改个名,AMD也没这么大方,一方面允许自行修改设计,但另一方面也在架构规格上做了不少精简。

这方面没有任何官方资料,AMD、海光都异常低调、守口如瓶,但是通过各种分析检测,AnandTech还是发现了很多秘密。

1、基本架构不变

海光处理器在核心布局上和原版Zen完全相同,缓存容量、TLB容量、端口布局等都没变,比如一级指令缓存4路64KB,一级数据缓存8路32KB,二级缓存8路512KB,三级缓存16路8MB。

测试显示,内存访问时间一级缓存4个周期、二级缓存12个周期、三级缓存37-40个周期,内存延迟284-307个周期。

一级缓存读取速度每核心约100GB/s,写入速度约51GB/s。八核心的DDR4内存读取速度38.5GB/s,写入速度35.8GB/s。

Zen架构!国产海光x86 CPU实测:虽有缩水 意义非凡
Zen架构内核简图

2、新的加密机制

出于安全考虑,海关在这方面做了大刀阔斧的改变。

Zen架构的霄龙中有AMD SEV虚拟化加密技术,涉及RSA、ECDSA、ECDH、SHA、AES等加密算法,海光则改成了我国自己发布的SM2、SM3、SM4,更有可控性。

SM2是椭圆曲线公钥密码算法,相比于RSA更先进、更节能、更安全,国家密码管理局2010年12月17日发布。

SM3是哈希算法,属于密码散列函数标准,用于数字签名及验证、消息认证码生成及验证、随机数生成等,原理、安全性和效率都类似SHA-256,国家密码管理局2010年12月17日发布。

SM4是分组密码算法,用于数据加密,分组和秘钥长度都是128位,类似AES-128,国家密码管理局2012年3月21日发布。

Linux内核也加入了相应的指令,以支持这些加密算法,不过有趣的是,他们不但在海光处理器上测试成功,AMD霄龙上也能运行。

3、指令集大缩水

这是AMD下手最狠的地方,大量指令要么把速度降了下来,要么直接砍了,对性能影响非常大。

测试发现,海光获得架构的整数性能基本没变,但是浮点性能损失很大,DIV、SQRT等浮点指令直接消失,大量的MMX/SSE简单指令则被降速:

Zen架构!国产海光x86 CPU实测:虽有缩水 意义非凡

这些都是基础指令,对于日常基本性能至关重要,速度变慢直接就把实际性能给拉了下来。

另外,桌面版Dhyana、服务器版Dhyana Plus的差别也很大,比如至关重要的随机数生成算法,就在服务器版上严重削弱。

RDRAND算法在海光这边其实更快了,服务器版上更是快得多,RDSEED算法在海光桌面上也加快了,但服务器上慢了足有10倍之多。

Zen架构!国产海光x86 CPU实测:虽有缩水 意义非凡

事实上,二者都可以在海光的BIOS里选择开启或关闭。

Zen架构!国产海光x86 CPU实测:虽有缩水 意义非凡

AVX、AVX2指令集也很奇怪,检测显示海光是支持的,但似乎已被禁用,相关测试根本无法运行,AESNI、SHA、CLMUL、FMA4、BMI、BMI2等指令无一例外。

缺少这些指令会影响到什么程度呢?比如AES编码,两颗32核心的海光竟然都跑不过入门级的4核心锐龙3 1200:

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阅读更多:AMD CPU处理器 x86 锐龙 霄龙 海光

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