国产处理器崛起！兆芯KX-U6780A评测：办公强于i5-7400
一、前言：最新兆芯KX 6000处理器有一点比Intel还强
在上世纪90年代，x86处理器市场曾是三足鼎立的形态，除了大家所熟知的Intel以及AMD之外，还有一家名为Cyrix的公司是第三大微处理器厂商。
不过由于无法适应市场激烈的竞争，在世纪末Cyrix就被当时风头正劲的VIA（威盛）收购了。几乎在同一时间，VIA还收购了另外一家名为S3的图形公司。
后来我们都知道了，VIA在没落之后卖身给了HTC，而HTC也很快就从巅峰滑落，不得已将VIA公司所持有的处理器与图形等核心技术转让给了上海兆芯。
自此开始，兆芯便成为了世界上第三家拥有x86授权的微处理器公司。
在2014年首次推出基于x86架构的ZX-A双核处理器之后，兆芯就一直坚持着tick-tock 的开发模式。2015年推出了28nm制程工艺的4核ZX-C处理器，2017年推出了全新构架的KX-5000系列处理器。
兆芯对KX-5000系列处理器内核的流水线进行了重新设计，其中KX-5000系列处理器的整数流水线相比ZX-C大幅减少了分支预测失败的开销，同频性能更强，并保持工作频率不变,而核心面积和功耗仅略微增加。
值得一提的是，KX-5000系列处理器在架构上实现了与北桥的完全融合，极大的降低了延迟并提高了内存带宽，这也是目前主流处理器的设计方式。
2019年，兆芯推出了新一代的KX-6000系列处理器，采用的是台积电16nm制成工艺，核心频率从KX-5000的1.8~2GHz提升到了2.7~3GHz。
除了整合北桥芯片组、PCIe 3.0控制器、DirectX 11显示核心之外，KX-6000它还整合了USB、SATA控制器、HD AUDIO音频芯片、视频编解码器、HDMI/DP视频输出模块，无需主板芯片组，是一个真正意义上的单芯片解决方案。
也就是说，根本无需主板芯片组，只要一颗处理器就可提供一台电脑主要需要的各类接口、功能。这一点甚至比AMD和Intel还要更强，目前的Intel与AMD处理器并不具备I/O功能，依然需要搭配主板芯片组。
KX-6000系列处理器的设计思路类似于AMD的Zen构架，同样也是单Die双CCX设计，每个CCX内含4个CPU核心，每个核心拥有32KB一级数据缓存以及32KB一级指令缓存。
不过KX-6000的CPU核心没有单独的二级缓存，而是在每个CCX里面设计了4MB共享二级缓存。
KX-6000系列处理器还集成了型号为ZX C960的显示核心，虽然只支持到DirectX 11 API，但它具备4K视频（H.264、H.265）解码的能力，足以满足一般办公、影音播放。
在内存支持方面，KX-6000可以支持最大容量为64GB的双通道DDR4 3200MHz内存，这一点已经与市面上的主流桌面处理器相去不远。
目前兆芯KX-6000系列处理器一共有6个型号，最高端的KX-U6880A频率高达3.0GHz，16nm制程工艺。
我们快科技收到的是KX-U6780A处理器，采用的BGA封装方式焊接在芯杰英华韵C1888主板上面。
二、C1888主板赏析：工业级用料
这是芯杰英华韵C1888主板，尺寸为17x17cm，标准的ITX板型。主板上面有2个SO-DIMM插槽，1个mini PCIe以及一个mSATA接口，一个SATA 3.0接口，一个全尺寸的PCIe 3.0x16插槽。
主板自带一个紫铜涡轮散热器，如果你的机箱有足够的空间，可以自行更换一个LGA115X散热器以获取更好的散热器效果。
在上图的右上角，可以看到一个4Pin的供电接口，可以直接使用ATX电源的CPU 4Pin接口给主板供电，此时可以接驳高端显卡。
需要注意的是，使用ATX电源之后，需要将DC电源接口从主板上拔下来。
主板的背部，可以看到散热器背部的扣具以及一个M.2 2280接口。另外CPU供电电路还有一些电容被安放在背面。
KX-U6780A近照，采用BGA封装，芯片是直接焊在主板上面的，官方称相当于酷睿i5的水平。
另外还会有个KX-6640MA的版本，4核心，基准频率2.2GHz，并支持睿频加速最高2.6GHz，也是KX-6000系列唯一支持动态加速的，基本相当于酷睿i3的水平。
四相供电电路，配备了大量的钽电容以及DrMOS，这个供电规模对于一块TDP仅为70W的处理器来说，算是非常的富余。
双铜管的涡轮散热器，纯铜散热片，高度不到15mm，可以兼容Intel的LGA 115X平台。
2个SO-DIMM插槽，最大支持16GBx2的DDR4 3200MHz内存。
2个接口一模一样，左边的是mSATA接口，可以安装mSATA接口的固态硬盘，右边的是Mini PCIe接口，可以安装无线网卡，或者无线蓝牙二合一的蓝牙模块、3G/4G模块。
背部I/O接口，从左到右依次是DC电源接口、1xHDMI 2.0、1xVGA、2xUSB 3.0、2xUSB 2.0、2x千兆LAN口、3x3.5mm音频接口。
电源适配器，输出规格为12V8A，功率96W。
三、整数性能测试：比i5-7400快6%
测试平台如下，
由于我们手上暂时没有i5-7400处理器，因此采用了一块i5-8600K进行模拟，关闭2个核心，加速频率设置为3.5GHz，全核频率设置为3.3GHz，TDP更改为65W。
至于显卡，选择的是NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti，其实完全没有必要，我们只是要看看在GPU没有瓶颈的状态下，兆芯的游戏性能与主流处理器之间的差距。
散热器方面，兆芯KX-U6780A使用的是自带的紫铜散热器，而i5-7400使用的是酷冷至尊ML240S水冷散热器，在温度方面并没有太多的可比性。
对于办公用户而言，整数性能比浮点性能更为重要，因此我们首先测试处理器的整数性能。
1、CPU-Z
CPU-Z测试的是处理器综合性能，整数和浮点都有涉及。
兆芯KX-U6780A处理器的单核分数分数为181.4，多线程分数为1401。
兆芯KX-U6780A的单线程分数不到i5-7400的一半，但是多线程成绩与对手非常接近，差距仅有6%左右，不过比奔腾G5420还是要强一些。
2、wPrime
很多人认为Super Pi与wPrime这样计算圆周率的工具是测试浮点性能，其实他们的成绩所表达的都是处理器的整数性能。
在wPrime 32M单线程性能测试中，兆芯KX-U6780A耗时75.2秒；多线程跑完wPrime 1024M则用掉了306秒。
兆芯KX-U6780A的分数可圈可点，虽然单线程与i5-7400之间有较大的差距，但是多线程性能却能领先对手8%。
3、7-zip
日常工作中经常使用到的压缩与解压缩也是依赖于处理器的整数性能，在这里我们使用7-zip来进行测试。
兆芯KX-U6780A的单线程成绩为2869MIPS，多线程则为21038MIPS。
7-zip的成绩也与wPrime类似，兆芯KX-U6780A的单线程性能约为i5-7400的53%，但是多线程性能可以超出对手5%左右。
4、FritzChess Benchmark
在国际象棋的基准测试中，兆芯KX-U6780A的成绩为10661千步，性能倍数22.21。从这个成绩可以看出，兆芯KX-U6780A的IPC性能与奔腾3处理器差不多（奔腾3处理器就是酷睿的前生）。
在涉及到整数运算的测试中，兆芯KX-U6780A都能够胜过i5-7400，国际象棋的测试也同样如此！兆芯KX-U6780A能比对手多了520分，领先幅度约为5%。
四、浮点性能测试：i5-7400七成的性能
浮点性能在生产力相关方面用的比较多一些，建模、渲染、视频压制这些都依赖于处理器的浮点性能。
1、CineBench R20
兆芯KX-U6780A单线程分数为121cb，多线程成绩则为929cb。
在CineBench R20的测试中，兆芯KX-U6780A的单线程分数只有i5-7400的1/3左右，多线程可以达到对手的72%。
2、POV-Ray
兆芯KX-U6780A单线程分数为112PPS，多线程成绩则为865PPS。
在POV-Ray测试中，兆芯KX-U6780A的单线程性能同样为i5-7400的1/3左右，多线程可以达到对手的2/3。
3、X264 FHD Benchmark
在X264 FHD Benchmark的测试中，兆芯KX-U6780A的帧率为12.83FPS。
兆芯KX-U6780A的X264编码速率约为i5-7400的2/3。
4、X265 FHD Benchmark
在X265 FHD Benchmark的测试中，兆芯KX-U6780A的帧率为7.9FPS。
X265 FHD Benchmark是本次测试中唯一能够使用到AVX256指令集的应用程序，只能支持AVX指令集的兆芯KX-U6780A处理器在这个测试中非常吃亏，性能只及i5-7400的36%。
5、3DMark
在3DMark Fire Strike Ultra的测试中，兆芯KX-U6780A的物理分数为6577。
兆芯KX-U6780A的物理分数与i5-7400并没有太大差距，约为后者的90%。
综合以上测试成绩，将数据汇总如下：
总体来看，兆芯KX-U6780A的单核性能相当于i5-7400的44%，多核性能约为对手的82%。
浮点性能方面，由于3DMark并未有拉开太大差距，兆芯KX-U6780A可以达到i5-7400的72%。
整数性能是一个亮点，KX-U6780A要比i5-7400强6%左右，这还是考虑了CPU-Z的测试还涉及到了一些浮点运算的情况。
五、内存与磁盘性能测试：有待改善
1、AIDA64内存缓存测试
我们手上只有三星DDR4 2666MHz笔记本内存，时序为19-17-19-43，为了公平起见，我们将i5-7400平台的内存时序也设置为相同的参数。
KX-U6780A的AIDA64内存缓存测试截图，这个性能与AMD此前的推土机非常相似，特别是2级缓存的延迟达到了33ns，几乎与内存差不多了。
这是i5-7400的测试截图，同样的2666MHz频率，内存读取与复制速度比KX-U6780A快了50%左右；L2的延迟只有3.7ns，约为KX-U6780A的1/10。
2、磁盘性能测试
测试使用的三星PM981 256GB SSD。
兆芯KX-U6780A平台的测试成绩，总分为1754，顺序读写速度分别为1463MB/s、1201MB/s；4K随机读写速度为35MB/s、56MB/s。
i5-7400平台的测试结果要高一些，总分为2734，比兆芯KX-U6780A平台刚好多了1000分。顺序读写速度分别为2026MB/s、1391MB/s，4K随机读写速度分别为47MB/s、122MB/s。
五、游戏性能测试：不是强项
1、英雄联盟
在1080P分辨率非常高画质下，使用兆芯KX-U6780A处理器的ZX C960核显进行游戏时在出生地的帧率只有10FPS，基本上无法进行游戏。
我们将显卡换成GTX 750之后，出生地的帧率立刻上升到了84FPS，这应该就是KX-U6780A处理器的上限了，后来即便将显卡换成RTX 2080 Ti也不会有什么变化。
我们进行了一局游戏，在最攻的总攻阶段，有大量单位同屏作战，此时的帧率在50FPS左右跳动。
2、刺客信条：奥德赛
测试使用的显卡是RTX 2080 Ti，在1080P分辨率最高画质下，KX-U6780A处理器测得的帧率为27FPS。
在《刺客信条：奥德赛》测试中，KX-U6780A的帧率约为i5-7400的53%，不过和锐龙5 3500X比起来，帧率只能达到后者的1/3。
3、古墓丽影：暗影
在《古墓丽影：暗影》的测试中，1080P分辨率下KX-U6780A的帧率为47FPS，约为i5-7400的55%，i5-9400F的36%。
六、与KX5000性能对比：性能提升了50%
我们手上并没有KX5000系列处理器，我们从兆芯的官网找到了KX-U5580对应的测试成绩，这款处理器采用28nm制程工艺，运行频率为1.8GHz。而KX-U6780A则是16nm制程工艺，运行频率为2.7GHz。
下面我们来看看KX-U6780A相比上一代的KX-U5580到底有多大的进步。
1、鲁大师
KX-U5580处理器的CPU性能分数为34214。
这是我们测得的KX-U6780A成绩，处理器分数为48436。
2、其他测试数据对比
综合来看，与上一代的KX-U5580相比，KX-U6780A的性能提升幅度达到了50%左右。
七、烤机与功耗测试：待机功耗仅有23W
1、温度测试
使用AIDA64 FPU进行烤机测试，室温为28度。
运行了AIDA64 FPU程序13分钟之后，KX-U6780A烤机频率为2.5GHz，温度一直稳定在89度，一个这么小的散热器能够压制70W TDP的烤机多少还是有点吃惊。
另外有一点需要注意的是，在烤机时KX-U6780A处理器的运行频率为2.5GHz，有200MHz的降频，可能是因为90度温度墙的原因。
2、功耗测试
这是KX-U6780A平台在待机状态下的功耗，仅有23W，DC电源适配器的确是够省电。
这是在AIDA64 FPU烤机时的整机功耗，78.5W并不算是太高。另外如果不降频的话，烤机功耗应该要更高一些。
下面是我们测得的具体功耗数据：
从上表可以看到，KX-U6780A的待机功耗非常之低，不论是使用核显，还是搭载RTX 2080 Ti独显，KX-U6780A平台的待机功耗都比i5-7400低过不少。特别是在使用核显的时候，待机功耗仅有23瓦，比i5-7400低了6w瓦。
不过在进行烤机时，KX-U6780A平台的功耗比i5-7400要高10瓦左右。
八、总结：你愿意支持国产x86处理器吗？
我们很高兴能够对兆芯KX-U6780A这样一款纯国产的处理器进行评测。测试的结果与原先的预料大致相当，但是在整数性能以及功耗方面，这块处理器还是给我们带来了一定的惊喜！
可能许多人平时对于处理器的游戏性能过于关注，因此选购处理器的时候只看浮点性能。但是兆芯KX-U6780A的强项在于整数性能，那么整数运算性能它到底有什么作用呢？
我们日常使用电脑、网页浏览、文档编辑、EXCEL数据处理以及大部分日常软件等等都是依赖于处理器的整数性能，这类使用环境大约占到日常电脑使用的80%以上，对于不玩电脑游戏的玩家这个比例则更高。
也就是说，如果只是用于日常的办公以及网页浏览，兆芯KX-U6780A处理器是完全可以满足这些需求，表现甚至能比i5-7400更好一些。如果是视频播放，内置的显示核心也能立场播放100Mbps码率的4K视频，同时CPU占用率也只有10%左右。
从Cyrix时代开始，游戏性能便一直是弱项。兆芯KX-U6780A处理器单核浮点性能只有i5-7400的1/3左右，因而在运行像《英雄联盟》这样极度需求单核性能的游戏时，最高帧率要比酷睿低了不少，不过搭配一块GTX 750级别的显卡时，在这款游戏中依然可以获得50FPS的稳定运行帧率，流畅度应该是在能接受的范围之内。
至于大型3A游戏，就不在兆芯KX-U6780A处理器的考虑范围之内了。
在功耗方面，兆芯KX-U6780A有比较亮眼的表现。在不外接独显的情况下，兆芯KX-U6780A平台的整机待机功耗只有23瓦，比i5-7400还低了不少。即便是一整天不关机，耗电也就0.5度。若企业大量采购兆芯KX-U6780A整机，一年下来节约的电费也不是一个小数字了。
1、为什么我们需要兆芯?
相信很多同学应该对2019年的中美贸易战记忆犹新。没有技术含量、可以被替代的产品在被加税之后就会失去市场，而像Intel的酷睿处理器和AMD的锐龙处理器这样的尖端产品，即便是反征再多的关税导致处理器的价格水涨船高也一样是刚需，因为消费者根本没有其他选择。
另外，从数据安全性方面来考虑，市售的x86处理器都有后门存在，采用拥有自主知识产权的国产处理器也是更安全和实际的选择！
2、兆芯X86授权问题
根据与Intel的相互授权协议，兆芯可以使用2018年4月之前的X86指令集，像AVX2、FMA3、AVX512这些指令集兆芯都能使用，这些指令集足以满足未来很多年桌面用户的需求。要知道即便是现在的AMD最新锐龙处理器，都还没有加入AVX512指令集。
3、KX-U6780A浮点性能偏弱
其实我们还做了全套的AIDA64性能测试，结果显示兆芯KX-U6780A的整体性能与AMD FX-8350性能非常接近。当年若不是众多高喊着AMD YES的粉丝支持，相信AMD也很难撑到现在。
兆芯也同样如此!虽然在性能上，KX-U6780A处理器与主流的i7处理器还有非常大的差距。但是我们也能看到，从ZX-A到ZX-C到KX-5000再到KX-6000，兆芯的发展也是一步一个脚印，每一代的性能都有非常大的提升。
而下一代的KX-7000将会使用全新的CPU微构架，支持DDR5内存以及PCIe 4.0技术，在7nm制程工艺的加持下，相信性能还会有一个飞跃。
另外如果能有技术大牛的加入，也能够在一定程度上加快兆芯的发展步伐！
4、价格问题
目前C1888主板+KX-U6780A处理器的套装价格为2499元，比同级别的酷睿处理器贵了很多。
Intel每年投入几十亿美元的研发资金，但其处理器每年数以亿计的销量可以摊薄研发成本，而现在的兆芯完全无法做到这点！同时，由于销量太低，兆芯在供应链环节也没有足够的议价权，因而导致处理器的生产成本远远高于Intel酷睿处理器。
现在的兆芯根本无法与强大的Intel竞争，如果放任它自生自灭，最终的结果就是和Cyrix公司一样，破产倒闭！
希望大家能对国产X86处理器多一些宽容！
