【香山双周报 107】20260720 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 107 期双周报。

关于香山近期开发进展，前端修复了多个模块的时序问题，并修复了一些由社区发现的 bug；后端修复了多个 CSR、调试模式和性能事件相关的 bug，并同步了 V2 的修复到 V3；访存与缓存方面，支持了预分配 StoreQueue、LoadQueueReplay 快速唤醒和双端口 L1-L2 TileLink 总线，并修复了多个 bug；XSAI 修复了 load/store whole C 指令的控制信号，并支持可配置的 CUTE 多通道访存。

近期进展

前端

Bug 修复
修复 ITTAGE 预测器在备选预测无效时使用备选预测目标，导致计数器更新错误的问题（#6167）
修复 FTQ 清理 V2 遗留代码时未正确处理 backendExceptionPtr，导致跳转到违反 Sv39/48 规范的虚拟地址时，未正确报告异常的问题（#6235）
修复 IFU 处理 MMIO 区域内单条跨过页边界的 RVI 指令时，offset 及重定向目标计算有误，导致 xtval/xepc 计算错误、取指跳过部分指令数据的问题（#6213）
PPA 优化
解耦 FTQ resolveQueue 入队逻辑和 redirect 冲刷逻辑，避免两者串联导致的时序路径过长（#6239）
移除 ICache wayLookup bypass 逻辑，避免 metaArray 到 dataArray 的 SRAM2SRAM 时序路径（#6044）
后移 ICache parity 校验逻辑，避免 dataArray SRAM 直出后立刻做校验导致的时序路径过长（#5733）
调试工具
新增一些 rolling 计数器，用于分析性能指标随时间变化（#6193）

后端

Bug 修复
（V2）修复 mstatus.MDT 与 mnstatus.NMIE 复位值、mnstatus.NMIE 写 0 行为，以及 m/siprios 掩码逻辑（#6100）
（V3）同步 mstatus.MDT 与 mnstatus.NMIE 相关修复（#6223）
（V2）修复 RISC-V Debug Spec 1.0 相关 CSR 行为，包括 trigger 版本、dcsr.NMIP 更新与 dcsr.CAUSE 优先级（#6104）
（V2）修复 vstopi 中 VSEI 优先级索引映射错误的问题（#6131）
调试工具
（V2）新增 cpu_cycle 与 ref_cpu_cycle 性能计数事件，并为系统计数器路径加入异步桥接（#6180）
（V2）修复 frontend_stall_cycle 性能事件统计条件，并补充 backend_stall_cycle 统计（#6121）
代码同步
（V3）将近期 V2 后端修复同步到 V3，包括 CSR、中断、PMP/PMA、调试模式和性能事件相关修复（#6243）

访存与缓存

RTL 新特性
支持预分配 StoreQueue，便于提前建立存储请求（#5834）
为 C_MA 与 C_FF 增加 LoadQueueReplay 快速唤醒支持（#6092）
将 L1-L2 TileLink 总线改为双端口，减少两级缓存之间的访问阻塞（XSCache #16）
Bug 修复
修复 LoadPipe 在 s2 被 kill 时错误更新 s3 命中 meta 的问题（#6185）
修复 Sbuffer CMO drain 的空检查逻辑（#6183）
修复 MissQueue 的 nMaxPrefetchEntry 逻辑（#6197）
修复 cbo.zero 写入 Sbuffer 的问题（#6228）
移除 MissQueue 中错误的 XSError（#6241）

XSAI

Bug 修复
修复了 load/store whole C 指令的控制信号（XSAI #86）
RTL 新特性
可配置的 CUTE 多通道访存（XSAI #83）
缓存系统使用 XSAICache 仓库替代原有的 coupledL2/huancun/openLLC（XSAI #85）
代码质量
对近期 CUTE 新增的调试输出添加控制开关（CUTE #24、CUTE #27）
调试工具
uop 的生命周期 trace 分析（XSAI #84）

性能评估

处理器及 SoC 参数如下所示：

参数	选项
commit	538ef487c
日期	2026/07/16
L1 ICache	64KB
L1 DCache	64KB
L2 Cache	2MB
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	51.60	50.69	410.bwaves	117.89	105.06
401.bzip2	29.70	30.32	416.gamess	58.32	55.79
403.gcc	56.22	40.24	433.milc	70.45	68.03
429.mcf	69.66	62.60	434.zeusmp	77.94	68.08
445.gobmk	39.88	40.41	435.gromacs	38.26	35.16
456.hmmer	55.26	66.99	436.cactusADM	80.28	92.71
458.sjeng	39.49	40.79	437.leslie3d	60.26	60.56
462.libquantum	138.31	308.74	444.namd	42.98	45.22
464.h264ref	69.77	75.31	447.dealII	73.92	73.54
471.omnetpp	43.46	42.85	450.soplex	59.74	70.99
473.astar	32.60	32.11	453.povray	76.38	70.16
483.xalancbmk	83.46	93.14	454.Calculix	42.71	40.68
GEOMEAN	53.86	57.38	459.GemsFDTD	74.24	78.50
			465.tonto	54.03	37.61
			470.lbm	128.16	146.27
			481.wrf	62.22	44.89
			482.sphinx3	60.91	63.62
			GEOMEAN	65.94	63.51

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。

【香山双周报 107】20260720 期

近期进展

前端

后端

访存与缓存

XSAI

性能评估

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