【香山双周报 68】20250120 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 68 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，后端修复边界条件下，rob 发生重定向时没有成功刷新 rob 表项的问题，访存和缓存修复重压场景下 MissQueue 满导致 MMU 卡死的 Bug。

近期进展

前端

功耗
- 添加双端口 SRAM 两个 clock 分别门控的选项，默认不分别门控 (#4125)

后端流水线

Bug 修复
- 修复 xTIP (时钟中断等待位) 更新失败，导致错误产生中断的问题 (#4157)
- 修复边界条件下，rob 发生重定向时没有成功刷新 rob 表项的问题 (#4153)
- 添加对 htimedelta csr 初始化，以防止软件读取采用未初始化信息造成错误 (#4145)
- 修复 mnret 部分输出信号未连线的问题 (#4194)
- 添加 AIA 拓展遗漏的权限检查 (#4166)
- 整理对 CSR 的访问异常，分类为多个模块共同完成 (#4146)
- 修复重定向时快照选择在极端情况出错的问题 (#4197)
- 修复 unorder reduction 指令掩码错误问题 (#4197)
- 修复 reduction 指令 f16 数据选择错误问题 (#4181)
Debug Module
- 新增 hartReset 功能，在多核调试下，允许重启指定核 (#4134)
工具
- 支持硬件可综合的三级分类 Top-Down 计数器 (#4122)
- 添加 mcorepwr/mflushpwr 两个自定义 CSR 寄存器以控制功耗 (#4164)

访存与缓存

功能
- 添加对 uncache buffer 支持新请求合并的功能 (#4154)
CHI 总线
- 添加对 Issue E.b 中新增 Snoop 事务 SnpQuery 的支持 (CoupledL2 #323)
- 添加对不同 CHI 版本的代码隔离 (CoupledL2 #333)、(CoupledL2 #315)
- 添加 DataCheck 与 Poison 对于 UC 情况的支持，并修正其初始化选项 (CoupledL2 #329)、(CoupledL2 #335)、(CoupledL2 #337)
预取
- 添加 L2 Cache 预取的 CSR 寄存器控制 (CoupledL2 #324)
Bug 修复
- 修复 PageCache 和 itlbRepeater 中 X 态传播的两处 Bug (#4174)、(#4195)
- 修复重压场景下 MissQueue 满导致 MMU 卡死的 Bug (#4191)、(#4202)
- 修复 StoreQueue 中，向量 store 没有被 flush 的 Bug (#4139)
- 修复 SnpStash 在特定情况下未 probe L1 的错误问题 (CoupledL2 #326)
- 修复一系列 WriteEvictOrEvict 相关错误 (CoupledL2 #311)、(CoupledL2 #316)、(CoupledL2 #327)
- 修复一系列 CMO 相关错误 (CoupledL2 #317)、(CoupledL2 #325)
- 修复 CCID 错误赋值问题 (CoupledL2 #330)
PPA 优化
- 时序
  - Load Unit 中部分关键信号改为由寄存器直出 (#4144)
  - 优化 Load Unit 写回数据生成逻辑 (#4167)
  - 优化 L2 Cache 中 SRAM 出口到寄存器门控信号的关键路径 (CoupledL2 #321)
- 面积
  - 缩减 LQReplay 项数，在 LQReplay 占用率达到一定阈值时让 IQ 发射最老的 load (#4183)

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 1 月 6 日 718a93f 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，总线协议为 TileLink），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：

注：本次双周报的性能评估代码版本与上次双周报相同，将会在 2 月 3 日发布下次双周报时更新最新分数。

SPECint 2006 est.	@ 3GHz	SPECfp 2006 est.	@ 3GHz
400.perlbench	35.70	410.bwaves	66.96
401.bzip2	25.54	416.gamess	40.91
403.gcc	46.68	433.milc	45.37
429.mcf	58.12	434.zeusmp	52.23
445.gobmk	30.35	435.gromacs	33.70
456.hmmer	41.60	436.cactusADM	46.19
458.sjeng	30.38	437.leslie3d	46.16
462.libquantum	122.52	444.namd	28.91
464.h264ref	56.63	447.dealII	73.40
471.omnetpp	39.51	450.soplex	52.24
473.astar	29.23	453.povray	53.39
483.xalancbmk	72.11	454.Calculix	16.38
GEOMEAN	44.15	459.GemsFDTD	36.94
		465.tonto	36.71
		470.lbm	91.19
		481.wrf	40.63
		482.sphinx3	48.59
		GEOMEAN	44.62

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！

【香山双周报 68】20250120 期

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后端流水线

访存与缓存

评估

后记

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