釋放8核心的威力兆芯KX-5000系列通用處理器整機獨家首測

為了提升數據安全性，提高計算機技術水平，走出一條獨立自主的發展道路，我國一直在對高性能通用計算機架構進行深入研發、我們不僅推出了中科方德、中標麒鱗、普華等國產自主可控操作系統在2014年，兆芯還首次發布了支持國產操作系統、兼容x86架構的ZX-A雙核處理器。此后，兆芯不僅完成了代號“張江”的4-8核心處理器ZX-C和ZX-C+的設計與量產，更進一步推出了整合DDR4內存控制器與PCIe控制器，釆用SoC設計的開先KX-5000系列、開先KX-6000系列等多款自主研發的通用處理器。

那么兆芯通用處理器能給我們帶來怎樣的體驗，是否能滿足用戶的需求呢？為了驗證產品的實力，兆芯特地向《微型計算機》評測室發來了兩款釆用兆芯開先KX～5000系列處理器的國產整機，接下來就讓我們通過實際測試來得出答案吧。

從南北橋架構到開先KX-5000系列

在之前的ZX-A、ZX-C、ZX-C+兆芯處理器平臺上，它們采用的還是早期的南北橋架構設計，處理器只是一個單純的計算核心，需要通過北橋、前端總線與顯卡、內存進行通信，同時緩存的同步也需要先將數據傳輸到北橋。所以系統傳輸數據的能力不僅會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）設計、核心架構名為“WuDaoKou”、代號ZX-D的新一代開先KX-5000系列通用處理器。

兆芯對開先KX-5000系列處理器內核的微架構進行了重新設計，其中開先KX-5000系列處理器的整數流水線相比ZX-C大幅減少了分支預測失敗的開銷，同頻性能更強，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內核重新設計了訪存單元及發射隊列結構，實現了內核緩存訪問性能翻倍。末級緩存實現了最新的替換算法，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，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二級緩存，總計擁有8MB二級緩存。更重要的是，處理器與北橋的完全融合，使得其緩存數據的一致性直接在處理器內部就可以完成。這也就意味著處理器之間的交互不用再通過北橋，而是使用片內高速點對點直連網絡互聯，降低了延遲并提高了帶寬，其架構與AMD的Zen架構非常類似，可以說是“英雄所見略同”。

同時開先KX-5000系列處理器在內部整合了PCIe控制器、DDR4內存控制器，也使得它成為國內處理器中首款可以支持DDR4內存的產品。處理器可通過內部的高帶寬直連總線訪問內存、顯卡。其中內存訪問帶寬提升了1-2倍，能夠有效地發揮出DDR4內存的優勢，對于處理器多核及多線程應用有顯著的提升。此外，兆芯也為開先KX-5000系列處理器設計了型號為ZX-20。的IO擴展芯片（即類似于英特爾Z370、AMD X370，提供擴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USB接口，其中包括兩個原生的USB3.1接口。

當然最值得提及的是，兆芯開先系列處理器還支持SM3和S M4高速國密算法指令。高速國密算法指令是由兆芯自主研發的一套算法指令集，不僅能大幅提升SM3和SM4兩種國密算法的運算速度，還讓密碼學相關應用的開發、部署和推廣更為方便。同時，兆芯開先系列處理器還兼容全系列Windows（包括Windows10神州網信政府版），以及中科方德、中標麒麟、普華等國產操作系統。

在產品布局上，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計;定位較高的產品在數字型號前則有英文U，如KX-U5680、KX-U5580，均采用8核心8線程設計，彼此間的不同主要在工作頻率的設定上。此外兆芯還針對服務器、存儲領域推出了基于“WuDaoKou”架構的開勝KH-20000系列，與開先KX-5000系列相比，它們支持最高128GB DDR4內存，并支持RDIMM/ECC內存。

家用、辦公全勝任聯想開天M6200系列臺式機

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

而在顯卡方面，除了處理器自己內置的顯示核心外，整機還配備了來自AMD的Radeon RX 550顯卡，這款顯卡擁有512個流處理器，2GB GDDR5顯存，默認核心工作頻率為1183MHz，顯存工作頻率為等效7000MHz，具有流暢運行主流網絡游戲的能力。同時在存儲部分，這款臺式機的配置也很不錯——它不僅配備了一塊容量為1TB，轉速達7200轉的西數1TB藍盤，還配備子一塊三星256GB M.2 NVMe SSD，用于安裝操作系統或各類軟件。

在開天M6200系列臺式機上，聯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，與中標麒麟操作系統類似，該系統提供了類似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，在此次體驗上我們特別換裝了Windows 10操作系統。

基準性能達到主流電腦水準

由于采用的是WindOWS系統，所以本次我們也用大家常見的評測軟件對處理器性能、整機性能進行了簡單的測試。首先從《魯大師》測試來看，聯想開天M6200的整機性能突破了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，達到了主流產品的水準。軟件對該機的評價是“可以流暢運行一般游戲及播放高清影音”。同時從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在的英特爾、AMD產品有一定差距，但整體多核心性能還是達到了較老酷睿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。當然兆芯開先KX-U5580處理器的核心數量達到了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

理論性能的測試是一方面，對于用戶來說，最為重要的還是實際體驗。從我們的使用來看，借助獨立顯卡、Windows 10操作系統，聯想開天M6200系列臺式機可以提供給用戶與其他采用國外處理器整機相近的體驗效果。首先在網頁瀏覽方面，我們同時開啟了包括新浪、騰訊、搜狐、汽車之家、愛奇藝、優酷、bilibili在內的20個大型門戶、視頻與專業網站網頁。從體驗來看，各網頁均能很流暢地上下拖動瀏覽，在線視頻、直播視頻的播放也沒有出現任何卡頓或音畫不同步的現象。打開任務管理器可以看到，在如此“重負”下，兆芯開先KX-U5580處理器的占用率只有20%。

同時在視頻播放上，聯想開天M6200系列臺式機也有非常不錯的表現。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的高質量4K視頻。如在平均碼率為101Mbps的少女時代《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，聯想開天M6200系列臺式機也能帶給用戶較好的日常使用體驗，從按下電源鍵到進入Windows操作系統桌面的時間也就在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，只需約2.4秒左右的時間。在進行常見的圖片處理工作時，也能提供極快的響應速度。如在對圖片加入半徑為50的高斯模糊效果，在執行銳度為50的銳化效果時，耗時都在0.1秒以內。

考慮到Windows系統的采用，接下來我們還進行了讓人好奇的游戲性能體驗——結果顯示，采用兆芯開先KX-U5580處理器的聯想開天M6200系列臺式機在Windows操作系統下，也具有運行主流游戲的能力。首先，在設置為1920x 1080全高清分辨率、中高畫質的《英雄聯盟》游戲中，聯想開天M6200系列臺式機就能提供較為流暢的運行幀速。在游戲開始場景中，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。當然在后期團戰中，由于場景復雜，在一個場景中同時出現的玩家數量的提升，游戲運行時，偶爾還是會有卡頓的現象。總體來看，一局游戲玩下來，其平均幀速基本能夠達到30fpS，已具可玩性。

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

小巧的辦公用機秉時bienS XES30微型計算機

這是一臺體形非常小巧的電腦，其采用的臥式機箱較一般A了×機箱要小約1/3，主要瞄準那些需要節省辦公空間或需要簡潔美觀的辦公場合。內部配置上，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內存，顯卡則使用了處理器的內置顯示核心。硬盤方面，這款電腦采用了來自希捷的酷魚系列500GB 7200轉臺式機械硬盤。

系統方面，秉時bienS XES30選用的是中標麒麟桌面操作系統V7.0。這款操作系統基于Uinux核心，專門針對國產處理器設計。從我們的體驗來看，這款操作系統的設計界面、風格非常類似于Windows XP，因此對于普通人來說，無需培訓就可輕松上手。同時，這款操作系統也配備了金山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麒麟桌面操作系統V7.0，盡管機器配備的是機械硬盤，但該機從按下電源鍵到進入操作系統的時間也就34秒左右，時間并不算多。網頁瀏覽方面，我們同時開啟了包括新浪、騰訊、搜狐、汽車之家、愛奇藝、優酷、甽甽在內的20個大型門戶、視頻與專業網站網頁，其中的兩個網頁播放高清視頻、一個網頁播放汽車之家的視頻直播。這些網站的設計復雜程度遠遠大于一般企事業單位、公司的網站。在兆芯開先KX-U5580處理器與內置顯示核心的強強聯手下，結果讓人很滿意，各網頁仍可很流暢地上下拖動瀏覽，在線視頻、直播視頻的播放也沒有出現任何卡頓或音畫不同步的現象。

同時在開啟各種辦公文檔方面也是如此，我們找來了兩個頁數、容量較大的DOC文檔進行測試。第一個文檔的容量為35MB、頁碼數達116頁，內含眾多文字、圖片。通過金山WPS軟件，秉時biens XES30微型計算機只需2.5秒就能快速地打開它。打開后無論是編輯，還是上下拖動頁面都沒有任何明顯卡頓的現象。第二個文檔對電腦則是一個較大的考驗，它是一個容量不大約27.8MB，但頁碼數達到964頁的資料型文檔，從體驗來看，打開它就需要多花一些時間，耗時約25秒。總體來看在進行辦公文檔類的處理時，該電腦能提供與其他PC差不多的響應與處理速度。

PDF文件方面，我們特別采用容量較大的《微型計算機》雜志類PDF文件對電腦進行考驗，測試中使用了容量從125MB到155MB、250MB三類容量的雜志文件。從測試結果來看，其表現還是不錯的。盡管容量較大，但這三個文件的開啟時間都不長，每個文件的開啟時間E4.9s-8.8s左右，在PDF中無論是上下翻動頁碼，還是放大縮小每頁的內容，都沒有任何卡頓的感覺，整體速度表現不錯。圖片處理上，秉時biens XES30微型計算機在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，只需約7秒左右的時間，在進行常見的圖片處理工作時，也能提供較快的響應速度。如在對圖片加入半徑為50的高斯模糊效果時，耗時約4.9秒，在執行銳度為50的銳化效果時，耗時也只需要約8.7秒左右。

相對于兆芯開先ZX-C處理器平臺，我們在秉時bienSXES30微型計算機上所感受到的最大進步是開先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以內的各種1080p影音文件。而秉時biens XES30微型計算機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象。

兩款整機足以勝任普通辦公、家用需求

綜合以上體驗來看，我們認為這兩款使用兆芯開先KX-U5580處理器的整機都能勝任普通辦公，甚至家用的需求。從秉時biens XES30微型計算機來看，雖然它的系統基于Linux核心，不能玩Windows游戲，但采用國產操作系統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，到獨有的、滿足政務要求的公文模板，流暢的多網頁瀏覽、高碼率視頻播放能力，可以說在日常辦公應用中，國產處理器搭配國產操作系統帶來的體驗效果，已經與使用國外處理器的辦公電腦沒有區別。

借助獨立顯卡、SSD的加入，采用兆芯開先KX-U5580處理器的聯想開天M6200系列臺式機也有很好的表現。它不僅能輕松勝任網頁瀏覽、在線視頻播放，以及Office、PhotoShop辦公軟件的運用，更具備播放高碼率4K超清視頻，運行主流3D游戲的能力。可以說這臺PCB經能滿足普通辦公、家庭使用的需求。

同時，得益于兆芯處理器的低功耗設計，這兩套整機的使用成本都不高。秉時biens XES30微型計算機的最高滿載功耗僅56W，在進行文字辦公、影音播放時的功耗一般不會超過50W。聯想開天M6200系列臺式機雖然多出了獨立顯卡、SSD，但這兩個配件也沒有給該機增加太大的功耗。在CPU滿載的時候，整機功耗僅增加到68w，只有當CPU、顯卡均處于滿載狀態的時候，整機功耗才會提升到105w左右。對于追求性能的企事業單位來說，這款采用兆芯開先KX-U5580處理器的聯想開天M6200系列臺式機依然不會帶來太高的使用成本。

當然更值一提的是，兆芯處理器對SM3和SM4高速國密算法指令的支持，完全自主化的設計、生產，使得這兩款整機在安全性上具有國外同類產品無法比擬的優勢。因此現在基于兆芯處理器的各類臺式機、一體機、筆記本電腦等各類形態辦公用機能得到整機行業市場的廣泛采用，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入家用市場，讓普通用戶也能體驗到我國通用處理器的魅力。