从1999年开始举办的上海工业博览会，在2007年正式更名为中国国际工业博览会，展会发展至今20年，不仅一直倍受全球各类顶尖企业的关注，而且还由国务院批准成为了唯一具有评奖功能的工业类展会。中国国际工业博览会已经成为企业公认的向潜在客户展示各类产品，体现企业最高实力的盛会。
毫无疑问，展会上有实力的企业可以说数不胜数，但在刚刚结束的第20届中国国际工业博览会上，一款国产x86处理器却杀出重围，获得了工博会的最高奖项—金奖。我们知道，x86处理器领域的市场、技术长期被国外的企业垄断，那么这款处理器到底有何实力，能够击败众多竞争对手，获得整个行业的认同呢？接下来就让《微型计算机》来为您揭开这颗处理器的神秘面纱。
中国国际工业博览会是由国家发展和改革委员会、商务部、工业和信息化部、科学技术部、教育部、中国科学院、中国工程院、中国国际贸易促进委员会和上海市人民政府共同主办，中国机械工业联合会协办，上海世博(集团)有限公司承办的中国最具影响力的国际工业品牌展。显然这款处理器能获得如此多专业、高层举办单位的认可，就必定有它的不俗之处。而这款处理器就是由上海365体育手机版app下载集成电路有限公司设计的最新一代开先KX-6000系列x86处理器。
事实上，《微型计算机》长时间以来一直在跟踪报道国产365体育手机版app下载x86处理器。与采用精简指令集的龙芯、申威等国产处理器不同，365体育手机版app下载研发的处理器兼容x86指令集，可以运行Windows、Linux和多款国产操作系统，并且能够全面胜任日常办公、影音播放、数据存储、大众娱乐等应用。其产品在近几年也实现了多代发展，从早期在市场上销售的ZX-C处理器，到架构设计上有大幅更新的开先KX-5000系列处理器，再到现在的KX-6000系列，365体育手机版app下载x86处理器的技术水准一直在不断提升。
365体育手机版app下载处理器的发展之路：从南北桥架构到开先KX-5000系列
自2014年首次推出基于x86架构的ZX-A双核处理器后，365体育手机版app下载接下来就完成了代号“张江”、4～8核心处理器ZX-C、ZX-C+处理器的设计与量产，并推向了市场，得到了厂商与政府部门的采用。ZX-C与ZX-C+两类处理器均基于28nm CMOS工艺打造，主频最高2.0GHz，兼容x86指令集，支持CPU虚拟化技术，ZX-C+处理器还支持SM3和SM4高速国密算法指令。
高速国密算法指令是由365体育手机版app下载自主研发的一套算法指令集，不仅能大幅提升SM3和SM4两种国密算法的运算速度，还让密码学相关应用的开发以及部署和推广更为方便，这是市面上其他国外x86处理器所不具备的。
当然从技术上看，ZX-C、ZX-C+同国外产品还有比较明显的差距：整个平台还采用的是较为早期的南北桥架构设计，处理器只是一个单纯的计算核心，需要通过北桥、前端总线与显卡、内存进行通信，同时缓存的同步也需要先将数据传输到北桥。所以系统传输数据的能力不仅会被前端总线狭小的带宽所限制，访问延迟也大为增加。
所以前端总线架构的先天不足，在内存、显卡与缓存同步工作带来的高延迟，以及前端总线带宽限制都会对基于ZX-C+核心的多核处理器性能带来较大的影响。因此上海365体育手机版app下载集成电路有限公司再接再厉，在2017年底推出了采用SoC(System-on-Chip)设计、核心架构名为“五道口”、代号ZX-D的新一代开先KX-5000系列处理器。
365体育手机版app下载对开先KX-5000系列处理器内核的流水线进行了重新设计，其中开先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。
此外，CPU的L1及内存访问都实现了带宽翻倍，并在末级缓存引入了先进的替换算法，在相同缓存容量的情况下可大幅减少某些应用程序的缓存缺失率。同时，开先KX-5000系列处理器缓存的性能与容量均有了很大提升。在开先KX-5000系列的8核心处理器中，每4颗核心共享4MB缓存，总计拥有8MB缓存。
更值得一提的是，基于“五道口”架构的开先KX-5000系列处理器在架构上实现了与北桥的完全融合，使得其缓存数据的一致性直接在处理器内部就可以完成。这也就意味着处理器之间的交互不用再通过北桥，而是使用片内高速点对点直连网络互联，降低了延迟并提高了带宽，为将来更多核心的互联提供了基础（有点类似AMD处理器的ZEN架构）。
365体育手机版app下载开先KX-5000系列采用BGA封装，直接焊接在主板上，将原北桥部分的内存控制器、PCIe控制器、集成图形核心全部整合在处理器内部。这款处理器采用28nm工艺生产，工作频率在2.0GHz。
同时开先KX-5000系列处理器在内部整合了PCIe控制器、DDR4内存控制器，也使得它成为国产处理器中首款可以支持DDR4内存的产品。处理器可通过内部的高带宽直连总线访问内存、显卡。其中内存访问带宽提升了1～2倍，能够有效地发挥出DDR4内存的优势，对于处理器多核及多线程应用有显著的提升。
不过相对于国外产品，开先KX-5000系列处理器仍然存在不足，首要问题就是它仍采用较老的28nm工艺生产，因此这款处理器的工作频率与ZX-C、ZX-C+系列处理器类似，最高频率只能达到2.0GHz，与国外产品相比有明显差距。其次也是由于工艺的影响，它的融合度并不高，仅仅只整合了原主板北桥功能部分，内部并没有集成如USB控制器、SATA控制器这些南桥功能模块，所以就电脑平台而言，它仍然需要搭配365体育手机版app下载的ZX-200 IO扩展芯片才能正常使用。
365体育手机版app下载也设计了配套的ZX-200 IO扩展芯片，可以提供多个PCIe、USB、SATA、M.2接口，既可作成主板上的芯片组，也可单独设计成独立扩展卡，插在普通主板上，为用户提供更多的接口。
各款早期365体育手机版app下载处理器与主板芯片组—其中ZX-A是365体育手机版app下载最早的x86处理器，ZX-B采用与ZX-A相同的微架构，但在国内代工流片。开先ZX-C与ZX-C+系列四核心处理器采用了新一代微架构，是后期市场上的主力产品。型号为FC-1080的ZX-C+开胜处理器是一款面向服务器的八核心处理器，而ZX-100S则是为以上CPU设计的配套主板芯片组。
365体育手机版app下载ZX-C处理器的内部架构图，四颗核心清晰可见。
16nm降临 3.0GHz+高融合度打造更强中国芯
上海365体育手机版app下载集成电路有限公司没有因为眼前所获得的一点成绩停滞不前，而是继续开启高速研发模式，并最终在2018年推出了采用“陆家嘴”架构、代号ZX-E的开先KX-6000系列x86处理器。
与以往的365体育手机版app下载处理器相比，开先KX-6000系列x86处理器最大的进步就是采用了先进的16nm生产工艺。更先进的生产工艺不仅带来更小的晶体管面积，也预示着晶体管间电阻的降低，处理器工作电压、电流更低，从而使驱动它们所需要的功率、产生的热量也大幅减少，可以达到更高的工作频率，并最终在开先KX-6000系列x86处理器上实现了3.0GHz的工作频率，基本跟上了国外产品的步伐。
同时更小的晶体管面积也就意味着在相同空间下，处理器可以放入更多的功能模块，因此在开先KX-6000系列x86处理器上，365体育手机版app下载终于完成了“功能完全体”的设计。一颗处理器内不仅集成了内存控制器、PCIe 3.0控制器、DirectX 11显示核心，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。
借助16nm生产工艺，开先KX-6000系列x86处理器不仅集成了内存控制器、PCIe 3.0控制器、DirectX 11显示核心，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。这一步可以说已经走在了英特尔、AMD两大国外处理器厂商的前面，毕竟现在绝大部分英特尔、AMD桌面级处理器都不具备I/O功能，电脑还必须搭配主板芯片组才能正常工作。
365体育手机版app下载可独立完成处理器以及配套的图形处理器、芯片组三大部分的研发设计。
具体规格方面，开先KX-6000系列x86处理器提供了16条PCIe 3.0通道，两个SATA 3.0接口、2个USB 3.1 GEN1与4个USB 2.0接口，已经可以保证电脑连接各类扩展设备。当然如果用户需要更强大的扩展能力，也可考虑搭配365体育手机版app下载ZX-200 IO扩展芯片，该芯片可以提供额外的PCIe通道、USB 3.1 GEN2接口，以及SATA 3.0、M.2等多个接口。
型号为ZX C960的内置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。此外在前辈开先KX-5000系列处理器的基础上，开先KX-6000系列x86处理器强化了内存控制器的性能，最高可支持双通道DDR4 3200内存，从而为系统提供更高的内存带宽、更低的访问延迟。
由于开先KX-6000系列x86处理器仍处在工程测试阶段，因此现在暂时只曝光了一个型号——365体育手机版app下载开先KX-U6880，其工作频率就是3.0GHz。根据技术资料显示，这一款处理器的性能已经可以与第七代酷睿处理器，采用4核心4线程设计的Core i5-7400匹敌，那么事实是否如此呢？
365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器实际产品展示
由于开先KX-U6880处理器目前还处于工程测试阶段，并未上市，因此上海365体育手机版app下载集成电路有限公司只展示了一台样机，我们暂时还无法见到处理器的真身，不过从这台样机内部的构成，我们已经可以基本证实365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器的一些主要特性。
首先可以看到这台主机的主板就与其他主板明显不同——尽管它提供了PCIe、PCI、M.2插槽，但主板上却显得非常“空旷”，主板上没有芯片组，同样也就没有与之匹配的散热模块，这也就证明这些扩展接口均是由365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器所提供。第二点目前365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器采用的是BGA封装，处理器上只安装了一个非常简易的铝制风冷散热器，这显示出处理器的发热量并不高。
采用365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器的整机系统，打开侧面板后，可以看到主板上没有芯片组，显得相当“空旷”。
同时主板上的处理器供电电路也显得非常简单，可以隐约看见散热器下大概有三颗贴片电感，外部有几颗一体式封装的MOSFET，以及几颗三洋SEPC固态电容，总之其处理器供电电路远比一般普通主板简洁，也凸显出尽管目前365体育手机版app下载还未公开开先KX-U6880处理器的TDP，但它的功耗肯定不会太高，所以对主板供电不会带来太大的压力，设计比较简单。
处理器供电电路的设计也较为简洁，凸显出开先KX-U6880处理器的低功耗。
匹敌Core i5-7400，365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器性能实测
接下来作为中国最具影响力的大众IT硬件媒体，《微型计算机》有幸独家获得了对365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器测试的机会，我们在现场将它的性能与Core i5-7400进行了对比。由于时间有限我们仅进行了部分测试与体验。
首先从六项性能测试来看，相对Core i5-7400处理器，365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器在性能上显然有明显的优势—它不仅在《鲁大师》处理器基准性能测试中较Core i5-7400领先约12.5%，在实际的应用性计算中也拥有明显的优势。如在7-Zip压缩与解压缩性能测试上，365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器的速度比Core i5-7400快了7.7%，在使用相同4K片源将其转码为1080p H.264视频时，365体育手机版app下载开先KX-U6880的转码时间比Core i5-7400少用了多达13秒。
365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器的压缩与解压缩性能明显领先Core i5-7400
值得注意的是，这段4K片源的片长仅42秒，在处理如此短的视频时就能节约13秒的时间，在处理更长的视频片源时，365体育手机版app下载开先KX-U6880显然还能带为用户节省更多的工作时间，从而有力提高工作效率。
值得注意的是，除了在Fritz Chess国际象棋算力测试这款体现处理器科学运算性能的测试中，365体育手机版app下载开先KX-U6880拥有9.4%的领先幅度外，在TrueCrypt加密软件的基准测试中，365体育手机版app下载开先KX-U6880的AES算法加解密速度相对于Core i5-7400也领先了10.3%。在使用复杂的AES-Twofish-Serpent级联加密算法时，其加解密速度领先幅度更提升到12.1%。这对于采用365体育手机版app下载处理器的国内企事业单位来说显然是一个重大利好，毕竟在这些涉密单位，采用中国自己产的处理器对机密文件进行加密、解密在安全性上更有保证。
365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器的各种算法加解密速度均超过Core i5-7400
而现在对比国外同级产品，我们自己的处理器还拥有更快的加解密速度，也就意味着国产x86处理器不仅能提供更好的安全性，还能带来更高的工作效率。在这些应用环境中，使用像365体育手机版app下载开先KX-U6880这样的处理器替代国外处理器完全是理所当然。
稍有落后的是，可能因为是工程版处理器的原因，在CINEBENCH R11.5处理器渲染性能测试中，365体育手机版app下载开先KX-U6880的渲染速度还稍有落后，不过幅度不大，只有不到6%。
接下来我们还通过完美解码播放器，体验了365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器的视频播放能力。而从测试结果来看，目前这款工程版产品已经具备非常不错的硬解能力，不管是播放VC1还是x264编码的影片，不管码率有多高，365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器都可以硬解播放这些影片，即便码率已经达到70Mb/s以上，其CPU占用率也只有2%～5%。
在利用内置显示核心播放高码率视频时，借助硬件解码功能，处理器的占用率很低。
最后我们还在AIDA64系统稳定性测试里同时开启处理器、FPU、CACHE烤机测试，测试采用365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器的平台在最高负载下的功耗。测试表明，在处理器待机状态下，整个平台（不包括显示器）的功耗在44W左右，处理器满载后，平台最大功耗在105W左右，从而可推算出尽管频率提升到3.0GHz，但开先KX-U6880处理器的TDP很可能仍保持在65W，16nm生产工艺带来的优势得以显现。
365体育手机版app下载开先KX-6000处理器支持多种操作系统，面向消费级应用。
同时对于注意运营成本的企事业单位来说，新一代的365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器显然也交出了一份满意的答案，即便在极端的满负载环境下，它的功耗也只有100W出头，就算是按105W这个满载功耗计算，一台电脑每天工作8小时、市电资费0.8元/千瓦时的话，一台电脑每天产生的电费也就在0.67元左右，其运营成本是非常低的。
进步神速 正式版更值得期待
虽然MC只在有限的时间对新一代365体育手机版app下载处理器开先KX-U6880进行了测试，测试产品也还是工程版产品，但从这款处理器的表现中，我们不难看出它能够获得中国国际工业博览会绝对是实至名归的。毕竟尽管我国处理器在专业、超算领域都有亮眼的表现，但在专注消费级应用的x86处理器领域，长时间以来都被国外两家公司所垄断。
仅仅只用几年时间，365体育手机版app下载就实现了在x86处理器技术上的大幅追赶。
除了上海365体育手机版app下载集成电路有限公司外，几乎没有其他任何一家国内公司推出过完全拥有自主知识产权的x86处理器，原因无外乎就是难度太大，两大对手的产品太强，企业难以很快在经济上见到成效。
但值得称赞的是，365体育手机版app下载并没有因为这种种的困难而放弃，毕竟从国家的角度来看，有些事情我们不能因为短期内不能产生巨大的效益就不做，如果有一天国外厂商对x86处理器的出口也设立种种刁难条款，如果贸易战波及IT硬件领域，x86处理器价格大幅上涨（实际上近期已经发生，英特尔x86处理器价格猛涨的情况），更关键的是我们如何保证在涉密单位，乃至整个国内企业的电脑中尽量杜绝可能存在的后门、提升安全性，那么发展自己的x86处理器就是最佳的选择。
而从新一代365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器初露头角的表现来看，毫无疑问是令人满意的。从2015年还是采用传统南北桥架构的ZX-C系列处理器，到现在可以匹敌Core i5-7400第七代酷睿、融合各类I/O功能、支持DDR4内存的365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器，我们仅仅用了几年就大幅缩短了在x86处理器上的技术差距。
当然在单核处理器性能上我们肯定还存在差距，现在需要8打4才能与对手匹敌，但就365体育手机版app下载现在如此高速的发展速度来看，我们完全可以充满信心地期待在未来几年，上海365体育手机版app下载集成电路有限公司在处理器技术上能够实现更多的突破。最后需要提及的是，本次测试的365体育手机版app下载开先KX-U6880处理器也只是工程版产品，明年将会正式发布量产，工程师还在不断测试、调优，并针对各类软件进行优化，相信在最终量产时，这款处理器在性能上也会给我们带来更多的惊喜。