【香山双周报 60】20240930 期

祝祖国繁荣昌盛，祝人民幸福安康！欢迎在国庆佳节来到我们的双周报专栏，本次是香山双周报专栏的第 60 期。我们将通过这一专栏，定期介绍香山的开源进展，希望与大家共同学习、一起进步。

近期，昆明湖各组持续推进面积、时序、功耗的优化。此外，前端修复了 FTB 多路命中的处理，后端支持了虚拟中断注入，访存和缓存部分添加向量 vstart、trigger 的支持。本期还更新了昆明湖架构近期性能。

近期进展

前端

? Bug 修复

? 适配 write addr 和 read addr 不允许相同的双端口 SRAM (#3671, #3606)
? 删除 reset_vector 打拍，保证为异步复位 (#3669)
? 修复 FTB 多路命中的处理 (#3641)
? 修复 BPU s3 级对 fallThroughErr 的处理 (#3636)
? 修复 BPU 在 FTB 未命中时的全局历史维护 (#3635)

后端流水线

? Bug 修复

? 持续推进功能 Bug 修复，共修复 30 余例，以下是部分 PR：
? 修复 H 拓展功能 Bug: (#3685, #3660, #3657, #3624, #3580, #3575, #3569, #3561, #3553)
? 修复特权级功能 Bug: (#3634, #3620, #3647, #3665, #3644, #3640, #3577, #3557, #3534)
? 修复 V 拓展功能 Bug: (#3664, #3658, #3643, #3607)
? 修复 Debug 拓展功能 Bug：(#3585, #3683)
? 修复 AIA 拓展功能 Bug: (#3612, #3547)
? 修复核内异步复位和接 X 态的 Bug：(#3669, #3668, #3667)

? 时序/功耗优化

? 持续推进时序功耗优化，目前后端模块内最大违例 -40ps, 跨模块端口违例 -70ps, 门控率 97.34%
? 优化 load/store queue allocNumber 逻辑，由加法器实现改为 7 选 1 逻辑 (#3531)
? 添加 IQ 和 rob 部分寄存器门控 (#3602, #3583)

? RVA23 Profile

? H 拓展支持在 Guest-Page-Fault 时更新 mtinst/htinst (#3604)
? 支持虚拟中断注入 (#3496)

访存与缓存

? CHI 总线

? 完成 CHI2AXI 转接桥 OpenNCB 实现
? 成功进行 CHI-SoC 集成测试，相关代码正在合入主线；测试发现大幅性能下降问题（相较 T L 版本），正在定位原因

? RVA23 Profile

? 缓存操作指令扩展（Zicboz / Zicbom）修复若干 CSR 与非法指令检查问题，使其满足手册要求
? 编写并进行 CBO.INVAL 指令功能测试
? 添加向量 vstart、trigger 的支持，完善向量访存 first-only-first 指令的实现 (#3690)

? 性能

? TP：完成 TP 迭代优化设计
? Store：基于 memset pattern 做性能优化，主要包括提高 sbuffer 利用率以及实现基于 SPB 的预取器 (#3632)

? Bug 修复

? 修复 CoupledL2 DCT 中 meta clients 更新问题 (#3648)
? 修复一系列 CoupledL2 中与仲裁和请求嵌套相关的 Bug (#3621), (#3637)
? 修复高位地址截断导致的异常判断错误问题、修复异常地址未被正确写入 *tval 寄存器的 Bug (#3629), (#3639), (#3674)

? 时序 & 面积优化

? MemBlock 时序：优化 Dcache TagArray 相关的关键路径
? CHI-CoupledL2 时序：优化 PCredit 的管理和仲裁逻辑
? RVA23 时序：修复由 CMO 扩展引入的 MemBlock 与 L2 间端口时序问题，相关代码正在合入主线
? L2 MCP2 约束：检查所有相关信号并修复了若干违例情况 (#3633)

? 工具

? 成功搭建 TL-Test-new + CMN 测试框架
? 添加 CHI 版本 HPM 性能计数器，重构、更新 HPM 代码 (#3631)

评估

我们采用 SimPoint 对程序进行采样，基于我们自定义的 Checkpoint 格式制作检查点镜像，Simpoint 聚类的覆盖率为 100%。SPEC06 使用 gcc 12 进行编译，开启 O3 优化，采用 jemalloc 内存库，设置 SPEC06FP 的-ffp-contraction 选项为 fast，指令集为 RV64GCB。我们使用 9 月 27 日 18560912f 版本的香山处理器（缓存大小配置为 64KB L1 ICache + 64KB L1 DCache + 1MB L2 + 16MB L3，访存单元为 3ld2st 流水线），在仿真环境下运行了 SPEC06 片段，使用 DRAMsim3 模拟 CPU 在 3GHz 情况下 DDR4-3200 内存的延迟。以下为 SPEC CPU2006 的分数估计情况：

上述分数为基于程序片段的分数估计，非完整 SPEC CPU2006 评估，和真实芯片实际性能可能存在偏差！

后记

香山开源处理器正在火热地开发中，新的功能与新的优化在持续添加中，我们将通过香山双周报专栏定期地同步我们的开源进展。感谢您的关注，欢迎在后台留言与我们交流！

在香山昆明湖架构研发后期，性能会每月公布一次，敬请期待！

【香山双周报 60】20240930 期

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后端流水线

访存与缓存

评估

后记

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