【香山双周报 101】20260427 期
欢迎来到香山双周报专栏，我们将通过这一专栏定期介绍香山的开发进展。本次是第 101 期双周报。
昆明湖 V3 的设计文档已经逐步公开，欢迎大家阅读并与我们讨论！目前，新版设计文档包含 ICache 和 BPU 两个模块，其他模块的设计文档将随着开发的进行陆续发布。设计文档仍然在 https://docs.xiangshan.cc/projects/design/zh-cn/，如果大家对昆明湖 V2 的设计文档感兴趣，可以通过网页右下角切换分支来查看。
关于香山核近期开发进展，前端着重优化了 BPU 的时序，后端和访存实现了多个新特性，并且修复了一些功能 bug。
近期进展
前端
- RTL 新特性
- 启用 SC Backward 表（#5796）
- Bug 修复
- 修复 S1 级 RAS 在 S3 override 时栈顶地址用错的问题（#5680）
- PPA 优化
- 去除存储在 FTQ 的 SC 训练元数据，改为更新时读，节省面积（#5819）
- 解耦 TAGE 跳转计数器和 useful 计数器的写入，节省功耗（#5782）
- 修复 BPU S3 多条时序路径（#5797）
- 修复 SC 预测时序路径（#5843）
- 修复 FTQ 重定向及分支 resolve 时序路径（#5835）
- 代码质量
- 删除未使用的 V2 工具类（#5821）
后端
- RTL 新特性
- (V2) 允许通过 CSR 配置“提交停滞”（commit stuck）关键错误检查 (#5806)
- 新增开关，用于禁用分派负载均衡优化 (#5815)
- 解决因主流水线资源不足导致的误报问题 (#5803)
- PPA 优化
- 优化分派策略以提升性能 (#5801)
- Bug 修复
- 修复间接 CSR RegOut 问题 ((V2) #5823, 5833)
访存与缓存
- RTL 新特性
- 完成新版 StoreUnit 设计（#5760）
- 持续推进新版 L2 设计
- Bug 修复
- 修复了 StoreUnit 跨 16 字节前递时 OverLapMask 的问题（#5814）
- CoupledL2 在本地 Flush All 时跳过全局 CleanInvalid（CoupledL2 #499）
XSAI
- RTL 新特性
- 正在测试矩阵模块的 FP8 精度支持
- 正在评估矩阵模块的 8 通道访存
- 正在与后端组配合实现 BF16 标量与向量
- 代码质量
- 优化了 XSAI 的参数系统（XSAI #59）
- 调试工具
- NEMU 新增 BF16 扩展支持（NEMU #995）
- HBL2 测试兼容多核环境
性能评估
处理器及 SoC 参数如下所示：
| 参数 | 选项 |
|---|---|
| commit | 82d2669b2 |
| 日期 | 2026/04/23 |
| L1 ICache | 64KB |
| L1 DCache | 64KB |
| L2 Cache | 1MB |
| L3 Cache | 16MB |
| 访存单元 | 3ld2st |
| 总线协议 | CHI |
| 内存配置 | DDR4-3200 |
性能数据如下所示：
| SPECint 2006 @ 3GHz | GCC15 | XSCC | SPECfp 2006 @ 3GHz | GCC15 | XSCC |
|---|---|---|---|---|---|
| 400.perlbench | 48.55 | 47.58 | 410.bwaves | 85.31 | 90.03 |
| 401.bzip2 | 27.44 | 28.26 | 416.gamess | 57.05 | 53.20 |
| 403.gcc | 55.18 | 39.57 | 433.milc | 64.74 | 64.04 |
| 429.mcf | 61.07 | 55.44 | 434.zeusmp | 71.39 | 64.13 |
| 445.gobmk | 38.93 | 40.08 | 435.gromacs | 37.20 | 34.38 |
| 456.hmmer | 54.39 | 64.70 | 436.cactusADM | 76.02 | 87.74 |
| 458.sjeng | 38.89 | 39.43 | 437.leslie3d | 56.29 | 56.46 |
| 462.libquantum | 136.76 | 294.79 | 444.namd | 43.21 | 45.23 |
| 464.h264ref | 63.44 | 72.03 | 447.dealII | 64.12 | 68.46 |
| 471.omnetpp | 41.05 | 39.51 | 450.soplex | 52.08 | 64.00 |
| 473.astar | 30.46 | 29.66 | 453.povray | 73.34 | 66.37 |
| 483.xalancbmk | 75.80 | 84.53 | 454.Calculix | 43.80 | 39.68 |
| GEOMEAN | 50.92 | 54.14 | 459.GemsFDTD | 63.55 | 64.27 |
| 465.tonto | 52.57 | 35.04 | |||
| 470.lbm | 125.76 | 133.04 | |||
| 481.wrf | 54.94 | 41.59 | |||
| 482.sphinx3 | 59.37 | 62.42 | |||
| GEOMEAN | 61.05 | 59.23 |
编译参数如下所示：
| 参数 | GCC15 | XSCC |
|---|---|---|
| 编译器 | gcc15 | xscc |
| 编译优化 | O3 | O3 |
| 内存库 | jemalloc | jemalloc |
| -march | RV64GCB | RV64GCB |
| -ffp-contraction | fast | fast |
| 链接优化 | -flto | -flto |
| 浮点优化 | -ffast-math | -ffast-math |
| -mcpu | - | xiangshan-kunminghu |
注：我们使用 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%。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。
相关链接
- 香山技术讨论 QQ 群：879550595
- 香山技术讨论网站：https://github.com/OpenXiangShan/XiangShan/discussions
- 香山文档：https://xiangshan-doc.readthedocs.io/
- 香山用户手册：https://docs.xiangshan.cc/projects/user-guide/
- 香山设计文档：https://docs.xiangshan.cc/projects/design/
编辑：徐之皓、吉骏雄、陈卓、余俊杰、孙际儒、李衍君