Sjælden indblik i kinesisk cpu-teknologi

En unik Linux-test af Loongson 3B6000, en kinesisk processor med 12 kerner, afslører hvor udfordrende det forbliver at konkurrere med nutidens x86-chips fra AMD og Intel. Selv når kernetallet på papiret ser imponerende ud, fortæller virkeligheden en helt anden historie.

Loongson-processorer dukker sjældent op uden for Kinas grænser. Testen, som Linux-hjemmesiden Phoronix gennemførte, giver derfor værdifuld indsigt for alle, der følger Kinas teknologiske selvstændighedsstrategi. Testeksemplaret kom fra Loongson Hobbyists Community og blev leveret på et micro-ATX-bundkort kaldet 3B6000x1-7A2000x1-EVB.

Sparsomt men funktionelt hardware-setup

Bundkortet er nøgternt men praktisk udformet med basisfunktionalitet:

to DIMM-slots til hukommelse
et enkelt M.2-slot til lagring
to PCIe x16-slots
begrænset antal USB-porte

Dette er langtfra en high-end gamingplatform. Det fungerer snarere som en udviklings- og testbase for dem, der ønsker at arbejde med Loongson-hardware under Linux.

Benchmark-resultater: 12 kerner mod 6 kerner

Phoronix kørte snesevis af Linux-benchmarks, inklusive arbejdsbyrder der understøtter AVX-512-instruktioner. Dette gør sammenligningen med moderne x86-chips særligt skarp, da netop disse instruktioner spiller en afgørende rolle i tunge beregningsopgaver som videnskabelig software eller rendering.

Den 12-kernede Loongson 3B6000 viser sig i de fleste tests at være cirka tre gange langsommere end AMDs seks-kernede Ryzen 5 9600X. I hovedparten af resultaterne lå 3B6000 i bunden. Den eneste processor, der præsterede svagere, var en beskeden quad-core ARM-chip fra Raspberry Pi 500 – en helt anden kategori af enhed.

Det tegner et klart billede: Loongson har flere kerner end en Raspberry Pi, men hastigheden matcher overhovedet ikke moderne desktop-cpu'er fra mellemsegmentet.

Specifikke scenarier hvor Loongson faktisk præsterer

3B6000 fejler ikke i samtlige tests. I visse specialiserede arbejdsbyrder scorede chippen påfaldende bedre, nogle gange endda på niveau med nyere x86-processorer:

C-Ray 2.0: her matcher 3B6000 nogenlunde Ryzen 5 9600X
OpenSSL 3.6: ydelsen nærmer sig Intels Core Ultra 5 245K
QuickSilver 20230818: Loongson præsterer lidt bedre end 245K og opnår en score sammenlignelig med Core Ultra 9 285K

Det virker selvmodsigende sammenlignet med de generelt svage resultater, men giver en interessant observation: i bestemte typer beregningsarbejde kan Loongsons arkitektur udfolde sit potentiale bedre end i almindelige desktop-anvendelser.

Clockhastighed som den største bremse

Problemets kerne ligger i clockhastigheden. 3B6000 kører på 2,5 GHz. Det svarer groft sagt til halvdelen af de turbo- eller boost-hastigheder, som mange nyere Intel- og AMD-chips opnår. Moderne desktop-processorer rammer nemt 5 GHz, og undertiden endnu højere, især ved lette eller single-threaded opgaver.

Ifølge tilgængelig information tilbyder Loongsons LA664-arkitektur en IPC (instructions per clock), der ligger i nærheden af AMDs Zen 3-generation. IPC angiver, hvor meget arbejde en kerne kan udføre per clock-tick. Men når clockfrekvensen ligger væsentligt lavere, fordufter den fordel i praksis.

En arkitektur med ordentlig IPC, der sidder fast på 2,5 GHz, taber næsten altid til en mindre effektiv kerne på 5 GHz. Derfor kan 12 Loongson-kerner ikke måle sig med 6 hurtigere kerner fra en Ryzen 5 9600X: den rå beregningshastighed per kerne halter simpelthen bagefter, og multithreading kan kun kompensere for det underskud i begrænset omfang.

Tallene sat op mod hinanden

For at illustrere forskellen tydeligt:

Loongson 3B6000: 12 kerner, 2,5 GHz – baseline-ydelse
AMD Ryzen 5 9600X: 6 kerner med op til omkring 5 GHz – cirka 3 gange hurtigere i gennemsnit
Raspberry Pi 500 ARM quad-core: 4 kerner under 2,5 GHz – endnu langsommere end Loongson

Disse relative præstationer er baseret på Linux-benchmarks nævnt af Phoronix og skal betragtes som vejledende.

Strategisk kontekst: hvorfor Kina fortsætter alligevel

For den kinesiske teknologisektor handler Loongson ikke primært om at vinde benchmark-konkurrencer, men om suverænitet. På grund af amerikanske eksportrestriktioner og geopolitiske spændinger ønsker Kina ikke at forblive afhængig af x86-chips, der er designet af vestlige virksomheder og ofte produceret i udlandet.

Loongson udvikler derfor sine egne instruktionssæt og arkitekturer med kompatibilitetslag, der alligevel gør software anvendelig under Linux. Ydelsen halter bagefter sammenlignet med, hvad europæiske eller danske gamere og professionelle er vant til, men til offentlig brug, kontormiljøer eller specifikke industrielle anvendelser kan sådan en chip være tilstrækkelig – særligt når stabilitet og kontrol over forsyningskæden vejer tungere end rå hastighed.

Næste generation: LA864 skal nærme sig Raptor Lake

Loongson arbejder på en efterfølger til LA664: LA864-arkitekturen. Ifølge tidligere meldinger skulle denne generation nå i retning af ydelsesniveauet for Intels 13. og 14. generation Raptor Lake, selvom det foreløbig forbliver markante marketing-påstande, der endnu ikke er uafhængigt verificeret.

Vigtige forbedringer, som Loongson selv stiller i udsigt:

højere clockhastigheder mellem 3 og 3,5 GHz
en mere moderne mikroarkitektur med mere effektiv eksekvering per clock-tick
bedre skalerbarhed til multi-core-konfigurationer

Selv med 3,5 GHz forbliver Loongson langt bagud i forhold til tophastigheder fra AMD og Intel, men springet fra 2,5 til 3,5 GHz er proportionelt enormt. Kombinerer man det med arkitektoniske forbedringer, kan næste generation komme betydeligt tættere på mainstream desktop-chips, især ved langvarige, stærkt parallelliserede arbejdsbyrder, hvor ekstreme turbo-hastigheder er mindre afgørende.

Hvad betyder dette for danske brugere og virksomheder?

For forbrugere i Danmark er 3B6000 ikke direkte relevant. Chippen er næppe tilgængelig, mangler understøttelse af Windows-økosystemet og tilbyder lidt fordel sammenlignet med overkommelige Ryzen- og Core-modeller, der findes overalt i butikkerne. For hobbyister, der ønsker at arbejde med alternative arkitekturer under Linux, kan Loongson dog være interessant – netop på grund af det afvigende instruktionssæt og den politiske kontekst.

For virksomheder opstår et anderledes spørgsmål. De, der er aktive i følsomme sektorer såsom forsvar, kritisk infrastruktur eller bestemte F&U-områder, kigger stadig mere kritisk på oprindelseskæder. Loongson demonstrerer, at Kina skridt for skridt arbejder hen imod en fuldstændig egen stack, sammenligneligt med hvordan Europa satser på RISC-V og egne chip-initiativer. Det kan på sigt blive en geopolitisk faktor i IT-valg, ved siden af traditionelle kriterier som pris og ydeevne.

Teknisk lærdom: flere kerner er ikke automatisk bedre

3B6000-sagen illustrerer en misforståelse, der ofte vender tilbage i marketing: et højere antal kerner betyder ikke automatisk en hurtigere pc. Tre faktorer bestemmer tilsammen billedet:

IPC (instructions per clock): hvor mange instruktioner hver kerne kan udføre per clock-tick
Clockhastighed: hvor hurtigt hver kerne faktisk roterer
Kerneantal: hvor mange kerner der arbejder parallelt

Kun når alle tre faktorer harmonerer, får man optimal ydelse. Loongson 3B6000 har mange kerner, men clockhastigheden holder dem tilbage. Det er en vigtig påmindelse om, at tekniske specifikationer skal læses med nuance – ikke blot som isolerede tal på et datablad.