龙芯2K3000与Intel i3-N305有多大差距？|集特主板实测

龙芯2K3000是龙芯中科推出的一款主打性价比的工控CPU产品，基于龙芯LA364处理器核。LA364的规格只有龙芯高端核心LA664的一半，与Intel CPU的小核对标。龙芯2K3000的市场定位也与Intel i3-N系列相似。尽管它们每GHz的性能相近，但因为Intel i3-N系列采用了更先进的Intel 7工艺，所以频率上限更高，那么性能也就应该更高。

只是由于两者的资料并不详尽，很难直观地对比性能。为了探究这个问题，笔者从“集特智能（GitStar）”公司借到了一块搭载了龙芯2K3000的工控主板，又找了一台基于Intel i3-N305的袖珍主机，对两者进行相同的测试，以便直接对比差距。

2K3000和i3-N305的主机功率测试

龙芯2K3000有4核和8核两个型号，主频也从2.0GHz到2.5GHz有多个版本。它还有个兄弟型号是龙芯3B6000M，主要面向笔记本电脑、袖珍主机等消费级市场。两者规格与性能相同，仅封装形式不同。

集特智能的这款型号为GM7-3601-01的产品是工控主板，对稳定性的要求大于性能，因此搭载的是8核2.2GHz的2K3000，而不是2.5GHz的版本。作为对手的i3-N305也是8个核心，但睿频高达3.8GHz，看起来它们并不是同一个级别的对手。

2K3000支持的内存是DDR4-3200单通道，i3-N305则支持DDR5-4800单通道。内存带宽的差距也会造成性能差距，特别是在多任务并行时，内存瓶颈对性能发挥的不良影响尤其明显。不过i3-N305的TDP仅15W，在限制TDP的情况下必然不会长时间保持较高睿频。特别是多核并行的时候频率会进一步降低，因此两者的实际性能差距可能并不那么大。

TDP不是CPU的最大功耗，而是为主板和整机的散热设计提供的指导意见。在未解锁TDP时，i3-N305主机在CPU空闲时的功率是7W左右，但峰值功率超过37W，此时的CPU功率应该有30W以上。这样的功率明显超出了这台主机散热及供电的安全阈值，因为配套的电源适配器额定功率才36W（12V3A）。

如果不限制CPU功率，那么在进行视频编码解码、UnixBench测试、HPL测试等任务时，i3-N305主机峰值功率会超过50W，此时CPU本身的功率应该已经超过40W。在这种情况下进行性能测试，对于这台迷你电脑而言，就是一种作死的行为艺术。

如果不是跑分而是实际使用，那就更无法预料CPU功率什么时候会超出安全阈值。虽然解除功耗限制后，在不同的测试项目中i3-N305的多核并行性能可提高10%至20%不等，但若硬件随时面临损坏风险就没有实际意义。因此在后面的性能测试中，都不使用激进的功耗控制策略。

龙芯2K3000虽然峰值功率低于i3-N305，但多数时间的功率比Intel i3-N305更高。主要原因在两个方面：一是工艺落后，二是动态调频调压的功能没有启用。2K3000的硬件是支持动态调频调压的，但操作系统始终没有完成支持，导致CPU在空闲时仍然维持在最高频率。龙芯如果不尽快完善自动降频的功能，那么在用于笔记本等移动设备时是比较吃亏的。

DDR4与DDR5，内存带宽差距明显

龙芯2K3000支持DDR4-3200，Intel i3-N305支持DDR5-4800。虽然都只有一个内存通道，但在内存访问速率方面i3-N305必然有优势。

以往任何国产CPU都对内存很挑剔，不使用国产CPU专门适配过的“信创内存”可能就无法点亮。龙芯CPU的内存兼容性现在有很大改观，现在由于内存供应紧张，线上平台已经没有零售的“信创内存”了，笔者在某鱼随机买了两条DDR4笔记本内存，它们都能在2K3000上正常使用。

但兼容不代表能完美地发挥性能，在使用这些内存时，2K3000多线程的内存访问速率反而比单线程还低。一条海力士16G的，单线程内存Copy速率约为17GB/s，多线程降到14GB/s。另一条金士顿32G的，多线程速率甚至只有10GB/s左右，可能比完美适配的内存低了一半。既然有更慢的，那么就肯定有更快的，因此笔者认为内存速率低是未适配的原因，而不是2K3000的内存控制器只有这样的水准。

Intel和AMD也有类似的问题，不同的内存即使时序参数完全相同，在同一颗CPU上的实际速率也有差距。但我为Intel i3-N305准备的32G海力士DDR5内存发挥正常，单线程内存Copy速率约为14GB/s，多线程接近22GB/s，使它在多任务并行时能更少地遭遇内存速率瓶颈。

在内存适配不对等的情况下对比两者性能，对2K3000有失公平。但是连生产工艺不对等这种更严重的不公平都已经忍受了，那么再增加一些不公平也没什么大不了。反正2K3000没说话，我就当他同意了。

7zip多线程文件压缩解压测试

文件压缩和解压是常用的功能，本次使用Deepin V25系统和自带的7zip 16.02进行测试。使用了来自一个视频编码测试资源网站的YUV序列文件进行实际的压缩解压操作，文件大小为42GB。

压缩文件时使用默认的参数，但开启多线程支持。i3-N305压缩这个42GB的文件耗时171分33秒，2K3000耗时187分2秒，落后不到10%。把压缩得到的文件解压，i3-N305耗时23分24秒，2K3000耗时18分33秒，速度快25%以上。2K3000在文件压缩解压方面的综合表现优于i3-N305，而且这只是2.2GHz的2K3000。

但如果看7zip的benchmark测试分数，那么i3-N305反而优于2K3000。特别是压缩得分要比2K3000高45%，而不是实际的不到10%的差距。这说明跑分成绩不能代表实际的压缩解压速度，x86架构的7zip跑分相对于龙芯LoongArch架构有一些虚高。

另外，不同版本的7zip测试成绩也不能相互对比。而且7zip的测试成绩只能反映CPU压缩和解压文件的性能，而不能代表CPU的综合性能。

SPEC CPU 2017通用性能测试

SPEC CPU 是相对权威的CPU性能评估工具。这次使用SPEC CPU 2017分别测试单核、4核并行、8核并行的成绩。操作系统是Deepin V25，编译器是开源上游的GCC16。编译参数主要是“-O3 -march=native -staic -flto”以及与CPU指令集对应的开启向量的参数。

其中的“-march=native”实际上对2K3000是无效的，因为2K3000的微架构在GCC编译器中还缺少对应的优化。编译时会给出信息“unknown processor ID '0x14b020', some tuning parameters will fall back to default”，意思是因为不认识这颗新CPU，所以取消了部分编译优化。这对2K3000当然也不公平，但往好的地方想，等以后编译器对2K3000支持完善了，不就等于免费升级性能吗？现在就别挑剔了，将就测吧！

因为i3-N305单核最高睿频达3.8GHz，所以单核性能远高于2K3000。但4核并行时CPU频率就严重下降，成绩只比4核并行的2K3000高6%。当然这并非i3-N305的性能极限，而是功耗和温度保持在安全阈值之内时的极限。同样，2K3000也未到极限，它有2.5GHz的版本，也有适配更好的内存，还有将来增加了微架构优化的编译器，任何一项改善都能使测试成绩更高。

在8核并行的时候，内存带宽对2K3000的拖累加重，CPU并行效率严重下降。单通道DDR4在面对8核并行时还是太勉强了，i3-N305的单通道DDR5对并行性能的影响就小得多。前面2K3000的7zip测试表现较好，是因为文件压缩和解压相对于SPEC CPU测试来说不算是内存密集型应用。

正如7zip的测试成绩不等于实际的压缩和解压速度，实际应用的表现也不会与性能测试的成绩比例一致。2K3000和i3-N305本就不适合重负载的应用，而像WPS、微信、浏览器这类软件对内存带宽的依赖比7zip还低得多，因此在2K3000和i3-N305上的实际性能表现会基本相同。

UnixBench系统综合性能测试

大多数性能测试都是以硬件为主导，UnixBench测试则加大了操作系统的得分权重。例如创建进程、管道通信、脚本执行、小文件读写等测试项目都属于操作系统可以拼命优化的范畴。尽管软件功能的执行依赖硬件，但操作系统的优化可以让硬件如虎添翼。

因为不同的操作系统对这种操作的优化程度不同，所以不能用不同系统下的UnixBench测试成绩来对比硬件性能。为了证明这一点，笔者除了用Deepin V25测试2K3000和i3-N305，还用UOS 20进行了测试。但因为UOS系统在i3-305迷你电脑上未能启动，所以只有2K3000的测试成绩。

根据测试结果，在执行操作系统的基本功能时，2K3000单核比i3-N305更优，但8核并行仍然受到内存带宽的不利影响。不过这样的差距在实际使用中基本感受不到区别，可以算是同一水准。

UOS系统测出的单任务成绩提高了近60%，并行成绩几乎翻倍。说明在UOS系统中进行打开程序、切换窗口、复制文件等日常操作时会更加流畅，这样大的差距是能直观体会到的。以前国产CPU性能较低，UOS这样的信创操作系统为了改善用户体验，也算是竭尽全力了。

核显性能足以胜任普通办公用途

2K3000和i3-N305都集成了GPU，其中2K3000中集成的LG200是龙芯第二代自主GPU核心。基于同款GPU核心的独立显卡9A1000对标AMD RX550，核显版的性能是9A1000的1/4，也是上一代7A2000桥片集显LG100的4倍。

使用glmark2实测i3-N305集成的GPU，成绩也仅比AMD RX550的1/4略高，那么2K3000和i3-N305的核显性能应该比较接近才对。但是2K3000的核显实测成绩才715分，性能不到i3-N305的一半，甚至不到上一代集显LG100的2倍，更遑论4倍性能。

硬件规格是确定的，那么同样可以确定的就是驱动程序未能发挥出2K3000核显的性能。如果2K3000中集成的LG200所表现的性能与纸面数据相符，那么图形处理性能就与i3-N305的核显相同了。驱动优化，任重道远啊。

不过2K3000当前发挥的性能已经介于AMD R5-230和Radeon 520之间，作为“信创办公显卡”是合格的。i3-N305的核显虽然图形性能更高，但也同样是“信创办公显卡”的范畴，和2K3000一样只适合普通办公软件、轻量的CAD设计、视频播放、常规视频编辑、休闲游戏等。要是玩《黑神话·悟空》，那么帧率是2还是4有什么区别呢？

尽管2K3000当前的图形处理性能不如i3-N305，但LG200在其他方面的优势不小。

1.LG200集成了单独的视频处理模块，在编码解码视频时不占用GPU的图形性能，对CPU的耗用也低。i3-N305没有集成单独的视频处理模块，硬件加速的视频编码解码是依靠CPU和GPU混合运算，不是很适合同时执行其他耗用CPU或GPU的任务。

2.LG200是GPGPU，而不是单纯的图形处理器，提供了256GFlops的通用算力。如果软件支持使用GPGPU进行通用计算，那么可以大幅度提高计算速度。

3.LG200集成了AI处理单元，算力为8TOPS，可以加速终端AI处理，并且不占用CPU和GPU的其他资源。

总结

2K3000和i3-N305的综合性能比较接近，实际对比各有胜场，在多数应用中没有可感知的差距。主要是在对内存带宽极其依赖的应用中，2K3000的性能表现会明显弱于i3-N305，但这一点也能改善。

在Linux系统下，龙芯的LoongArch指令集软件生态已经逼近x86。未兼容龙芯LoongArch的商业软件，包括大部分Windows软件也能通过“二进制翻译技术”运行。龙芯CPU早已脱离了软件匮乏的境地，指令集的生态壁垒正在被龙芯消除。

龙芯2K3000和Intel i3-N系列市场定位相似，各种形态的产品价格也趋近。例如i3-N305工控主板的市售价一般在1500～2000之间，笔者测试的这款来自集特智能的龙芯2K3000工控主板也在同样的价格区间。一些基于2K3000的低成本开发板、迷你电脑主板，也与基于Intel i3-N系列的对应产品一样，实售价在1000左右。

龙芯在市场规模远小于Intel的情况下，使CPU的性价比越来越贴近市场，既有助于龙芯发展，也有利于消除进口CPU的市场垄断。

审核编辑 黄宇