EEMBC 的 CoreMark® 评分是一种比较通用的基准测试方式，用于测量嵌入式系统中使用的微控制器（MCU）和中央处理单元（CPU）的性能，可以帮助人们比较不同的 CPU 架构的性能表现。
一、简介：
CoreMark 取代了过时的 Dhrystone 基准测试，并包含以下算法的实现：列表处理（查找和排序）、矩阵操作（常见的矩阵操作）、状态机（确定输入流是否包含有效数字）和 CRC（循环冗余校验）。可以在 8 位微控制器到 64 位微处理器上运行。
与 Dhrystone 对比
与 Dhrystone 类似，CoreMark 小巧、便携、易于理解、免费，并显示一项基准测试分数。与 Dhrystone 不同的是，CoreMark 具有特定的运行和报告规则，并旨在避免 Dhrystone 的问题。例如，Dhrystone 的主要部分实际上暴露了编译器优化工作负载的能力，而不是 MCU 或 CPU 的能力。因此，Dhrystone 作为编译器基准测试比作为硬件基准测试更具有洞察力。同样地，在 Dhrystone 的计时部分中使用库调用。通常，这些库调用消耗基准测试消耗的大部分时间。由于库代码不是基准测试的一部分，如果使用不同的库，很难比较结果。最后，存在执行 Dhrystone 的指导方针，但由于结果没有得到认证或验证，因此它们不被强制执行。关于如何报告 Dhrystone 结果没有标准化，存在各种格式（DMIPS、每秒 Dhrystones、DMIPS/MHz）。
CoreMark 基准评分特点
CRC 算法具有双重功能，在链表元素中包含的数据上执行16位 CRC，以验证操作正确，保证操作正确并提供自我检查机制。
为了确保编译器不能在编译时预先计算结果，基准测试中的每个操作都会产生一个在编译时不可用的值。此外，基准测试中定时部分使用的所有代码都是基准测试本身的一部分（没有库调用）。
CoreMark 是一种基于 C 语言的 CPU 性能评测工具，其目标是为了提供一个可重复、可移植且各平台间性能得分可比较的基准测试。CoreMark 包含多个小型测试，旨在模拟实际应用程序中常见的操作和趋势。
CoreMark 测试由以下六个部分组成：
- 数值操作（Data structure operations）：例如排序、链表操作等。
- 控制操作（Control operations）：例如循环、条件判断等。
- 数学运算（Arithmetic operations）：例如位操作、浮点数运算等。
- 字符串操作（String manipulation）：例如字符串拼接、比较等。
- 矩阵变换（Matrix manipulation）：例如矩阵乘法、转置等。
- 加密/解密（Encryption and decryption）：例如 AES、RSA 等。
每个测试的执行时间不同，最终将所有测试的得分累计起来，并通过一系列加权平均和标准化处理以产生 CoreMark 分数。所以，根据这些测试的结果，CoreMark 分数是计算机硬件整体性能的综合指标。
除了提供一个可重复、可移植且可比较的基准测试之外，CoreMark 还可以用作新处理器设计和优化的参考工具。它可以帮助开发人员更好地理解其处理器、操作系统、编译器和库等各种因素之间的性能优化关系。
二、CoreMark 对比
常见的 ARM 芯片 和 RISC-V 芯片的 CoreMark 分数对比如下：
- Cortex-M0: 2.33 CoreMark/MHz
- Cortex-M0+: 2.46 CoreMark/MHz
- Cortex-M3: 4.45 CoreMark/MHz
- Cortex-M4: 4.02 CoreMark/MHz
- Cortex-M7: 5.01 CoreMark/MHz
- Cortex-A7: 2.32 CoreMark/MHz
- Cortex-A53: 3.25 CoreMark/MHz
- Cortex-A9: 3.52 CoreMark/MHz
- Cortex-A55: 3.76 CoreMark/MHz
- Cortex-A15: 5.26 CoreMark/MHz
- Cortex-A72: 6.20 CoreMark/MHz
- Cortex-A76: 7.41 CoreMark/MHz
- 玄铁 C906： 3.40 CoreMark/MHz
- StarFive U74： 5.09 CoreMark/MHz
- 玄铁 C910： 7.10 CoreMark/MHz
需要注意，这些分数只是不同平台、编译器和优化级别得出的结果，并不能完全反映实际性能。实际应用中，还需考虑具体的工作负载、系统结构以及其他因素的影响。
STM32 MCU 的 CoreMark 分数
昉·星光 2、荔枝派 4A 与树莓派对比
作为 RISC-V 的标杆，昉·星光 2、荔枝派 4 与树莓派的对比如下：
常见板卡的 CoreMark 性能对比列表
| 构架 | Processor | MHz | 单核 CoreMark | 单核分数/MHz | 核心数 | 多核 CoreMark | 多核分数/MHz | 以树莓派4B参照 | |
| 爱芯元智 AX620A | Cortex-A | A7 | 1000 | 2323 | 2.32 | 4 | 9292 | 9.29 | 0.27 |
| 全志 D1-H | RISC-V | 玄铁C906 | 1008 | 3424 | 3.40 | 1 | 3424 | 3.40 | 0.10 |
| 昉·星光 2 JH7110 | RISC-V | StarFive U74 | 1500 | 7635 | 5.09 | 4 | 30540 | 20.36 | 0.90 |
| T-Head | RISC-V | 玄铁C910 | 2500 | 17750 | 7.10 | 1 | 17750 | 7.10 | 0.52 |
| 荔枝派4A TH1520 | RISC-V | 玄铁C910 | 1850 | 13006 | 7.03 | 4 | 52024 | 28.12 | 1.53 |
| 树莓派3B BCM2837 | Cortex-A | A53 | 1200 | 3903 | 3.25 | 4 | 15612 | 13.01 | 0.46 |
| BeagleboneAI AM5729 | Cortex-A | A15 | 1500 | 7894.5 | 5.26 | 2 | 15789 | 10.53 | 0.46 |
| 旭日X3派 地平线 X3 | Cortex-A | A53 | 1200 | 4935.5 | 4.11 | 4 | 19742 | 16.45 | 0.58 |
| Rock3A RK3568 | Cortex-A | A55 | 2000 | 7432.0 | 3.72 | 4 | 29728 | 14.86 | 0.87 |
| 树莓派4B BCM2711 | Cortex-A | A72 | 1500 | 8500.7 | 5.67 | 4 | 34002.8 | 22.67 | 1.00 |
| Cortex-A | A72 | 1800 | 10200.8 | 5.67 | 4 | 40803.4 | 22.67 | 1.20 | |
| Cortex-A | A72 | 2145 | 12156 | 5.67 | 4 | 48624 | 22.67 | 1.43 | |
| OrangePi5 RK3588S | Cortex-A | A76 | 2400 | 17785 | 7.41 | 4 | 71140 | 29.64 | 2.09 |
| Cortex-A | A55 | 1800 | 6767 | 3.76 | 4 | 27068 | 15.04 | 0.80 | |
| Cortex-A | 大小核合计 | 8 | 98208 | 2.89 |
三、小结
以 StarFive U74 和玄铁 C910 为代表的 RISC-V，无论在核心性能还是整个芯片的性能，已经可以 PK 以 Cortex-A72 为代表的 ARM；随着 “昉·星光 2” 和 “荔枝派 4A” 等 RISC-V 板卡的推出，必将大大推动 RISC-V 的推广和普及，吸引越来越多的用户和厂商的加入，社区和应用也会越来越完善，RISC-V 的未来已来！
老徐，端午 2023/6/22