【香山双周报 77】20250526 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 77 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 ICache 性能计数器，后端修复 xtopi/xtopei 寄存器乱序读导致的功能问题，访存和缓存部分添加 Uncache Store 发生 bus error 的处理逻辑。

近期进展

前端

Bug 修复
- 修复 ICache 性能计数器 (#4725)

后端流水线

Bug 修复
- 修复 xcontext/xstateen 寄存器实现对齐最新版特权手册 (#4696)、(#4676)
- 修复 xtopi/xtopei 寄存器乱序读导致的功能问题 (#4698)
- 添加权限检查对齐最新版特权手册 (#4672)
- 修复 pc 在 sv48x4 模式下符号拓展出错的问题 (#4728)

访存与缓存

功能
L2 Cache 支持 NS；MPAM NS 位与可配置 NS 位绑定 (CoupledL2 #412)、(CoupledL2 #414)
添加 WFI 的安全保护机制，确保在进入 WFI 状态前，CPU 核没有未返回的 L2 请求 (#4691)
Bug 修复
添加 Uncache Store 发生 bus error 的处理逻辑 (#4717)
修复一条非对齐的向量 store 指令发生异常时，对 sbuffer 写入有误的 Bug (#4731)
修复对 cbo 指令是否触发 page fault 判断的一处 Bug (#4702)
修复对 cmo 指令的前递掩码设置有误导致的 store-load forward 数据出错 (#4730)
修复 storequeue 中对向量指令重定向处理有误导致的卡死 (#4711)
修复部分场景下，TLB 中存储的大页本应命中，但误报缺失的性能 Bug (#4694)
修复 sc / amo 指令的访存地址不具有 atomic 权限时，未成功上报 access fault 的 Bug (#4724)
修复 ECC 错误注入处理相关的 Bug (#4718)
PPA 优化
L2 Cache 支持非阻塞式 RXDAT 和 RXRSP (CoupledL2 #397)
调整 BOP 延迟，以适配 CHI 版本 L2 Cache (CoupledL2 #413)

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 5 月 8 日 f9d8efe 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，将会在下次双周报时更新最新分数。

SPECint 2006 est.	@ 3GHz	SPECfp 2006 est.	@ 3GHz
400.perlbench	35.93	410.bwaves	66.86
401.bzip2	25.51	416.gamess	40.90
403.gcc	47.91	433.milc	45.17
429.mcf	59.57	434.zeusmp	52.09
445.gobmk	30.32	435.gromacs	33.66
456.hmmer	41.61	436.cactusADM	46.18
458.sjeng	30.52	437.leslie3d	45.90
462.libquantum	122.43	444.namd	28.88
464.h264ref	56.57	447.dealII	73.57
471.omnetpp	41.45	450.soplex	52.64
473.astar	29.30	453.povray	53.39
483.xalancbmk	72.95	454.Calculix	16.38
GEOMEAN	44.59	459.GemsFDTD	35.68
		465.tonto	36.69
		470.lbm	91.19
		481.wrf	40.64
		482.sphinx3	49.10
		GEOMEAN	44.54

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 77】20250526 期

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前端

后端流水线

访存与缓存

评估

后记

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