【香山双周报 66】20241223 期

欢迎来到我们的双周报专栏，本次是香山双周报专栏的第 66 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 RAS 预测器在单核下电 - 上电复位情况下更新不正确的问题，后端修复在 VS 模式处理的部分中断，计算陷入 PC 出错的问题，访存和缓存部分修复非对齐访存相关的若干 Bug。本期还更新了昆明湖架构近期性能。

近期进展

前端

Bug 修复
- 修复指令预取遇到 Guest Pagefault 后没有正确冲刷的问题 (#3996)
- 根据 SRAM 库约束，加入双端口 SRAM 同地址读写的规避措施 (#4002)
- 修复 RAS 预测器在单核下电 - 上电复位情况下更新不正确的问题 (#4048)
功能
- Svpbmt NC 空间允许推测取指 (#3944)
- 修复一些参数化问题 (#3950)

后端流水线

Bug 修复
- 修复部分向量指令无法设置 vs dirty 的问题 (#4024)
- 修复在 LMUL 小于 1 时，vlmax 设置出错的问题 (#4028)
- 修复 rocket-chip 未处理对向量掩码指令保留 vm 为 0 的问题 (#3918)
- 修复在 rob 满时快照选取以及 walk 时刷新出错的问题 (#4049)
- 修复在 menvcfg.DTE 关闭时，写 sdt 对 sie 错误清空的问题 (#4064)
- 修复在 VS 模式处理的部分中断，计算陷入 PC 出错的问题 (#4054)
- 修复 NEMU FS/VS dirty 同步逻辑 (#720)
- 修复 NEMU LCOFI 中断相关系列问题 (#733, #729)
面积优化
- 目前后端整体面积已减小 25% 。
- 将 IQ 中 exuOH 编码为 UInt 类型减少存储空间 (#4033)
- 修复 VFMA/FMA 面积过大问题 (#4069)
- 功能单元新增可选参数：控制复制源操作数 (#4063)
- 合入先前完成的新版 dispatch 逻辑、新版 TargeMem、将四条标量浮点缩减为三条等 ppa 优化点 (#4049)
时序优化
- 修改 rob 选择逻辑，准确从出队组中选择 (#4067)
- 向量复杂译码器按照顺序每周期出 6 条 uop (#4025)
- 增加 newestTarget 旁路，从每个读口均存一份改为只存一份 (#4049)
RVA23 Profile
- Trace 拓展已合入香山主线 (#3843)

访存与缓存

CHI 总线
提升 CHI-AXI 转接桥并发度 (#4008)
RVA23 Profile
CMO：在 tl-test-new 上添加 cbo.inval 指令的测试环境，通过双核测试 (tl-test-new #45)
Svpbmt：完成 CHI 场景对 pbmt 的支持 (#4071)，包括 L1 需要向 L2 发送 uncacheReq 的 NC 和 PMA 信号、L2 在 CHI MemAttr 上支持 Svpbmt (CoupledL2 #273)、OpenLLC 支持非缓存请求直接向下游转发，无需进入 slice (OpenLLC #28)
Zacas：已实现完毕并合入主线 (#3958)
Bug 修复
修复非对齐访存相干的若干 Bug (#4053)、(#4057)、(#4077)
PPA 优化
时序：优化 StoreQueue 中关键路径 (#3988)
面积：删除 VirtualLoadQueue 中冗余的寄存器 (#4061)；删除 DCache 中冗余的 CacheOpDecoder (#4050)
功耗：裁剪 LSQ，优化 MemBlock 功耗 (#4059)；单核关断进行冒烟测试

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%。SPEC CPU2006 使用 gcc 12 进行编译，开启 O3 优化，采用 jemalloc 内存库，设置 SPECfp 2006 的 -ffp-contraction 选项为 fast，指令集为 RV64GCB。我们使用 12 月 22 日 0ed0e48 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 SPEC CPU2006 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：

SPECint 2006 est.	@ 3GHz	SPECfp 2006 est.	@ 3GHz
400.perlbench	35.86	410.bwaves	66.67
401.bzip2	25.60	416.gamess	41.14
403.gcc	46.75	433.milc	45.41
429.mcf	58.19	434.zeusmp	52.11
445.gobmk	30.74	435.gromacs	33.73
456.hmmer	41.72	436.cactusADM	46.20
458.sjeng	30.64	437.leslie3d	46.19
462.libquantum	119.99	444.namd	28.92
464.h264ref	56.72	447.dealII	73.42
471.omnetpp	39.46	450.soplex	52.28
473.astar	29.27	453.povray	53.68
483.xalancbmk	72.22	454.Calculix	16.39
GEOMEAN	44.21	459.GemsFDTD	36.49
		465.tonto	36.77
		470.lbm	91.26
		481.wrf	40.73
		482.sphinx3	48.62
		GEOMEAN	44.63

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 66】20241223 期

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后端流水线

访存与缓存

评估

后记

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