國內的半導體技術到底是什麼水平？這個問題想必很多國人都感興趣，其實感興趣的不只國人，老外也十分關注中國的半導體行業發展，而在小雷日常逛外國科技數碼網站的時候，就看到了一篇關於中國半導體芯片的報道。
標題十分吸引人：《Loongson Claims its CPU IPC Will Match AMD Zen 3 and Intel Willow Cove by 2023》，翻譯一下就是：龍芯稱其CPU的IPC性能將在2023年之前與AMD Zen3及英特爾Willow Cove（十一代酷睿的架構）匹敵。
說實話，粗看標題小雷第一反應是今天是不是愚人節，顯然不是，畢竟五一假期都過去一個多月了。
對半導體、芯片領域不熟悉的讀者可能沒什麼感覺，但是只要對這兩個領域有一定了解，都會感到震驚，畢竟Zen3和Willow Cove可是實打實的先進製程+先進架構，代表着目前世界上半導體行業的最高水準。
不說對標Zen3和Willow Cove，只要龍芯能夠達到Zen1的水平，都足以讓我們在半導體領域揚眉吐氣，直接與AMD、英特爾叫板。理智告訴我雖然國內半導體行業發展已經十分迅速，但是想要在如此短的時間內追上世界先進水平，可能性還是太低了。
到底是什麼東西，能讓老外們給出這樣的報道？？
龍芯大戰Zen3？
在外網的文章報道中，龍芯公司聲稱將在2023年推出在IPC性能上能夠與AMD Zen3匹敵的處理器。首先我們了解一下什麼是IPC性能，簡單來說，IPC就是CPU每一時鐘周期內執行的指令數量，假設時鐘周期為1，上一代的CPU可以在1的時鐘周期內執行100條指令，下一代提升為115條，那麼就等於IPC性能提升15%。
而且，英特爾提出的CPU性能判斷公式就是CPU性能=IPC*主頻，所以在主頻不變的情況下，對比IPC性能就可以得出CPU性能的提升幅度。舉個例子，同樣是3.0GHz主頻，A型CPU的IPC性能為100，B型CPU性能為150，那麼B型CPU的性能就比A型CPU高50%。
當然，CPU的真實性能涉及到更複雜的變量，比如系統、應用環境等，只是單純從數據方面來說，如此計算也是對的。所以，IPC性能指標十分重要，甚至可以說IPC性能的提升基本上就等同於CPU性能的提升。
那麼龍芯下一代處理器3A6000的IPC能夠與Zen3媲美，說明3A6000在性能上能夠媲美Zen3？並不是，IPC性能是一個重要的指標，但是CPU主頻一樣重要，只要其中一項數據無法並駕齊驅，真實性能就不可能相等。
AMD的Zen3處理器目前最低端的入門型號為Ryzen3 5400U，四核八線程，基準主頻為2.6GHz，最大加速時鐘頻率為4.0GHz。作為對比，龍芯3A5000的主頻為2.3GHz-2.5GHz（目前龍芯主頻最高的在售處理器），主頻的巨大差距意味着即使兩者的IPC性能相當，3A5000的最高性能也不如Ryzen3 5400U的正常最低性能。
即使樂觀預計下一代的3A6000能夠提升主頻，大概率也不會超過2.8GHz，0.3GHz的提升看似很小，但是了解處理器領域的讀者應該清楚，0.3GHz的變化基本上等同AMD Zen2到Zen3的提升幅度，難度其實非常大。
當然，就算真實性能無法與Zen3媲美，光是IPC性能相當就足以讓人感到興奮。不過我在龍芯官網卻沒有看到相關的報道，僅僅是看到：龍芯3A6000及龍芯3C6000系列將採用12nm工藝和新的LA664架構設計。
另外，龍芯基於新架構和工藝做的仿真測試結果顯示：龍芯3A6000處理器單核SPEC CPU 2006定點/浮點base分值從26/28分提高到35/45分，分別提升37%及68%。以上就是官方公布的關於3A6000系列處理器性能的消息，並沒有提到IPC性能，那麼IPC性能的數據又來源於哪裡呢？
（圖片來源：龍芯官網）
經過檢索，在網友的指路下我發現IPC性能的相關報道來自於一個自媒體，作者通過整合前兩代龍芯的性能測試結果，基於龍芯給出的3A6000模擬數據計算出了SPEC06單核定點Base和浮點Base的成績。最後假設3A6000的主頻達到2.5GHz-2.8GHz，那麼3A6000的IPC性能就將與Zen3相仿。
簡單來說，這個結果是基於假設的模仿測試得出的，暫時還沒有實際的數據支撐，所以國產CPU的支持者還是別高興得太早了。
龍芯現狀如何？
龍芯現在到底走到了哪裡？近日舉辦的“2022年LoongArch生態發展暨通明湖創新應用論壇”也許可以給出答案。LoongArch可能聽過的人並不多，不過另一個名字大家應該都熟悉——龍芯，LoongArch正是龍芯中科研發的一個指令集架構，目前主要應用在旗下的龍芯系列芯片中。
（圖片來源：龍芯官網）
在論壇上，龍芯中科正式發布3C5000系列芯片，所採用的就是上面提到的LoonArch指令集架構，根據官方說法，3C5000系列芯片可以滿足通用計算、大型數據中心和雲計算中心的使用需求。
（圖片來源：龍芯官網）
雖然國內半導體行業在過去發生過不少讓人難以啟齒的問題，但是作為國內自研半導體芯片的龍頭，龍芯確實無愧於他們的名字。3C5000系列的官方數據顯示，其採用16核心設計，unixbench分數達到95000分以上，雙精度計算能力可達560GFlops，峰值性能與典型ARM 64核處理器相當。
此外，3C5000系列最高支持16路互連，搭配一併推出的龍芯7A2000橋接芯片，使PCIe帶寬對比上一代芯片提升達400%以上。從描述來看，3C5000系列確實擁有不錯的性能，那麼具體性能如何呢？
具體參數方面，3C5000L的主頻為2.0GHz-2.2GHz，支持4個72位DDR4-3200控制器，支持ECC校驗，支持1個SPI、1個UART、3個I2C、16個GPIO接口，功耗為130W。
（圖片來源：龍芯官網）
雖然3C5000L看起來並不算出彩，但是在國產處理器中卻是數一數二的存在，進步的速度也遠比預料的快。而且，LoongArch也已經擺脫了MIPS的束縛，根據相關信息來看，LoongArch是完全自主研發的新型架構，僅通過二進制翻譯技術兼容MIPS。
甚至可以說，如今束縛國產芯片的主要因素其實只剩下製程工藝和光刻機，而在芯片設計上國產芯片已經迸發出讓人驚嘆的實力，在穩步前進的情況下，只要能夠解決光刻機等問題，那麼在未來的10年左右追上領先水平並非沒有可能。
有讀者可能覺得10年也太久了吧？實際上，能夠用30年追上英特爾、AMD六七十年的研發成果，已經足以讓人感嘆我們在半導體領域的進步神速了。