典型配置
典型配置
以下是昆明湖 V2 核心的典型配置：
| 参数 | |
|---|---|
| 流水级数 | 13 |
| 译码宽度 | 6 |
| 重命名宽度 | 6 |
| 提交宽度 | 8 |
| ROB | 160 |
| RAB | 256 |
| 物理寄存器宽度(整数) | 224 |
| 物理寄存器宽度(浮点) | 192 |
| 物理寄存器宽度(向量) | 128 |
| Load 队列 | 72 |
| Store 队列 | 56 |
| 发射队列(整数) | 24 entries x 4 |
| 发射队列(浮点) | 18 entries x 3 |
| 发射队列(内存) | 16 entries |
| L1 ICache | 64KB/128KB (configurable) |
| L1 DCache | 64KB/128KB (configurable) |
| L2 Cache | 512KB~1MB, 8-way, inclusive |
| L3 Cache | 2MB~16MB, 8-way, non inclusive |
| 物理寄存器堆大小(整数) | 224x64 bits |
| 物理寄存器堆大小(浮点) | 192x64 bits |
| 分支预测错误惩罚 | 13 cycles |
| ECC支持 | Y |
| 虚拟内存支持 | Y (Sv39/Sv48) |
| 物理内存保护 | Y |
| 虚拟化 | Y |
| 向量 | Y |
指令延迟
绝大部分算术指令都是单周期指令（延迟为 1）。多周期指令在下表中列出：
整数操作
| 指令/操作 | 延迟 | 描述 |
|---|---|---|
LD |
4 | 取数操作（load-to-use） |
MUL |
3 | 整数乘法 |
DIV (32-bit) |
4~11 | 整数除法（SRT16） |
DIV (64-bit) |
4~19 | 整数除法（SRT16） |
浮点操作
| 指令/操作 | 延迟 | 描述 |
|---|---|---|
FMUL |
4 | 浮点乘法运算 |
FMA |
4 | 浮点乘法加法指令 |
FDIV (32-bit) |
3~9 | 浮点除法运算 |
FDIV (64-bit) |
3~14 | 浮点除法运算 |
FSQRT (32-bit) |
3~10 | 浮点平方根运算 |
FSQRT (64-bit) |
3~16 | 浮点平方根运算 |
FCVT (F2I, F2F) |
3 | 浮点转换运算 |
FCVT (I2F) |
3 | 整数转浮点运算 |
FMV (I2F) |
1 | 整数到浮点移动操作 |
FMV (F2I) |
3 | 浮点到整数移动操作 |
FCMP, FMIN/MAX, FCLASS, FSGNJ |
2 | 浮点比较/最小最大/分类/符号注入操作 |
位操作
| 指令/操作 | 延迟 | 描述 |
|---|---|---|
CLZ(W), CTZ(W), CPOP(W) |
3 | 前导零/尾零计数，位计数 |
CLMUL(H/R) |
3 | 无进位乘法 |
XPERM |
3 | 交叉排列 |
AES64*, SHA256*, SHA512*, SM3*, SM4* |
3 | 标量加密操作 |
存储操作
| 指令/操作 | 延迟 | 描述 |
|---|---|---|
ST |
4 | 存储操作 |
执行单元配置
昆明湖 V2 具有以下执行单元：
整数执行单元 (4 发射队列, 每个队列 24 项):
- ALU0: ALU + MUL + BKU
- ALU1: ALU + MUL + BKU
- ALU2: ALU
- ALU3: ALU
- BJU0: BRU + JMP
- BJU1: BRU + JMP
- BJU2: BRU + JMP + I2F + I2V + VSet
- BJU3: CSR + Fence + DIV
浮点执行单元 (3 发射队列, 每个队列 18 项):
- FEX0: FALU + FMA + FCVT + F2V
- FEX1: FDIV
- FEX2: FALU + FMA
- FEX3: FDIV
- FEX4: FALU + FMA
访存单元:
- 3 Load Units (LDU)
- 2 Store Address Units (STA)
- 2 Store Data Units (STD)
向量执行单元:
- VFEX0: VFMA + VIALU + VIMAC + VPPU
- VFEX1: VFALU + VFCVT + VIPU + VSet
- VFEX2: VFMA + VIALU
- VFEX3: VFALU
- VFEX4: VFDIV + VIDIV