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Biweekly

【香山双周报 96】20260216 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 96 期双周报。

祝大家新春快乐!欢迎在新春佳节来到我们的双周报专栏,祝您在新的一年:

  • 前端拥有天马行空般的精准预测,事业机遇从不误判;
  • 流水线奔腾如万马千军,万事顺遂并行不悖;
  • 存储子系统如龙马精神永葆活力,快乐数据取之不尽;
  • 访存通路如辽阔草原,幸福地址永远映射在心间;
  • 缓存层次温暖如春,每一份珍贵回忆都触手可及;
  • 总线带宽如千里骏马,好运信号即刻抵达身边!

我们还为大家分享了香山团队在 HPCA 2026 上举办 tutorial 的精彩回顾,欢迎大家访问 https://tutorial.xiangshan.cc/hpca26/ 回顾本次 tutorial 的内容、获取 slides。下一场 tutorial 将于 6 月下旬在美国北卡罗莱纳州罗利市举办的 ISCA 2026 会议上进行,非常期待与大家再次相见!

关于香山近期开发进展,~~香山的同学们也在度过快乐的春节。~~不多的细节请见近期进展一节。

【香山双周报 95】20260202 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 95 期双周报。

香山团队的高性能 DDR4 内存控制器 IP 白杨正式发布了!如果还没有看过,欢迎大家阅读我们的白杨发布文章了解更多细节。在这里,我们与大家独家分享一个小故事。香山于 1 月 31 日在 HPCA 2026 上作 tutorial,其中有涉及到白杨的介绍。演讲的前一天晚上,白杨还在为开源作最后的准备,在第二天 tutorial 开始前才将仓库转为 public,~~果然 DDL 是第一生产力~~。

在上周,我们引入了新的 GCC15 和 XSCC 编译器。这两个编译器相比现有的 GCC12 有着 10% 以上的性能提升,现在香山的 SPEC CPU2006 性能已经达到了 18.5 分/GHz。这一期双周报中,我们为不同编译器进行了对比分析。在之后的开发中,我们将逐渐切换到 GCC15 和 XSCC 编译器,同时更加注重编译器和硬件的协同优化。不同编译器的具体分数仍然在性能评估一节,欢迎大家持续关注!

关于香山近期开发进展,前端方面,MBTB 引入了 LRU 替换算法,并使用 TAGE-SC 的精确预测结果进行更新,以提升分支预测的准确率。后端方面,添加了 I2F 功能单元以支持 FMV 和 FCVT 的 i2f 类型指令,并对整数 IQ 添加 og1Payload 以优化选择时序。访存与缓存方面,Sbuffer 中的超时判断逻辑得到了修复,并通过 csr 中的 SMBLOCKCTL 配置超时阈值。更多细节请见近期进展一节。

【香山双周报 94】20260119 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 94 期双周报。

香山开发方面,前端对 1-taken 1-fetch 架构进行收尾工作,同时进行 2-taken 2-fetch 架构探索;后端继续推进向量单元的设计与多个模块的重构;访存修复了数个 bug,同时继续预取与 MDP 的探索工作。

【香山双周报 93】20260105 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 93 期双周报。

这是 2026 年第一期双周报!在过去的 2025 年中,香山团队脚踏实地,高质量完成了多个重要里程碑:

  • 首次实现产业落地。第二代香山南湖作为主控CPU,分别被摩尔线程与芯动科技集成到最新一代芯片中,其中摩尔线程出货量已有数万颗;第三代香山昆明湖已完成面向首批 SoC 芯片的产品级交付,其中两家企业分别于 10 月与 11 月完成 SoC 芯片流片,将于 2026 年 Q1 回片
  • 荣获中国计算机学会 CCF 体系结构专委会首届开源贡献奖
  • “香山”开源处理器核作为 2025 年度中国科学院科研成果代表之一,写入中科院侯建国院长的新年贺词
  • 在 ISCA、HPCA、MICRO 等顶级会议上作 tutorial,向全世界介绍香山的最新进展
  • 开发了多项工具,并在国际顶级会议上发表论文,如 GSIM(DAC25)、DiffTest-H(MICRO25)、TraceRTL(HPCA26)、UCAgent 等
  • 数篇基于香山评估的论文在国际顶级会议发表
  • 验证工作持续完善,成功通过 8 核一致性验证、启动 GUI OpenEuler 等多个里程碑测试
  • 昆明湖 V3 成为新的默认分支,最新性能超越昆明湖 V2
  • 举办 RISCV Hackathon、文档捉虫等社区活动,在第二节香山开源社区大会与全世界关心香山进展的朋友们热烈交流
  • 香山编译器(XSCC)发布,香山有了自己的编译器
  • 万众一芯团队的 AI 智能体 UCAgent 发布,成功举办首届开源芯片黑客马拉松

新的一年意味着新的开始。在 2026 年,香山将继续贯彻“开源”这一新理念,持续推进昆明湖 V3 的迭代研发与开源社区建设。衷心感谢大家一直以来对香山的陪伴与支持!

香山开发方面,1-taken 与 1-fetch 的新前端基本完成;后端继续推进新向量单元的设计实现,同时重构了现有代码;访存继续重构了 MMU、LoadUnit、StoreQueue、L2 等模块,并修复了一些 bug。

【香山双周报 92】20251222 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 92 期双周报。

在 2025 年的最后一期双周报里,我们将首次公布目前昆明湖 V3 架构在 SPEC CPU2006 上的性能评估结果!昆明湖 V3 自今年 8 月启动性能回归以来,已经完成了 11 次性能回归。这 11 次性能回归见证了香山团队齐心协力,对设计进行快速开发迭代的过程。昆明湖 V3 的最初版本在 SPEC 2006 测试中只有 3.717 分/GHz。现在,在最新一次性能回归中,V3 已经达到了 16.081 分/GHz,超过了 V2 的分数。V3 也已替代 V2 成为了香山仓库的新主线!

Performance Regression Results for XiangShan Kunminghu

在这一过程中,~~前端毫无疑问背了最大的锅~~最大的变化是 V3 的全新前端。新的前端大幅提高了指令带宽,现在每周期最多可预测 8 条分支、提供 32 条指令。同时,后端与访存也相应拉大了吞吐能力,包括从 6 发射提升至 8 发射、调整各个队列大小等。

值得注意的是,V3 性能数据的变化曲线,正是香山团队敏捷开发理念的生动体现。和传统瀑布式开发流程不同,V3 的开发并非一蹴而就、一次性交付全部代码,而是在初始代码的基础上快速迭代、持续演进的结果。我们相信,这一新的理念将为业界带来新的开发范式,也一定能够推动昆明湖 V3 迈上新的台阶,进一步提升开源处理器的性能标杆。

感谢大家对香山的陪伴与支持,也期待您继续关注昆明湖 V3 的后续进展!

香山开发方面,前端修复了一些 BPU 相关的性能 bug,同时添加了大量性能计数器,以便更好地进行性能分析。后端继续推进新向量单元的设计。访存修复了 V2 的数个 bug,同时继续进行了 V3 模块重构与基础设施搭建。

【香山双周报 91】20251208 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 91 期双周报。

昆明湖 V2 最后一次性能回归顺利完成!不知不觉间,我们已经累计完成了 46 次双周性能回归测试。这 46 次回归不仅记录了昆明湖 V2 的性能演进,也是香山处理器蓬勃发展和持续进步的有力见证。

Performance Regression Results for XiangShan Kunminghu V2

在过去四年里,香山处理器从一个校园课程项目逐步发展为工业级处理器。从一切开始的起点“雁栖湖”,到首次实现工业交付并已在多项目中投入使用的“南湖”,再到成为当前性能最高的开源处理器核“昆明湖 V2”——这三代香山的演进,不仅凝聚着每一位团队成员的努力,也离不开社区伙伴们的持续关注与大力支持。在此,向大家表示由衷的感谢!

现在,我们即将告别昆明湖 V2,迎接昆明湖 V3 的到来!V3 将具备比 V2 更强大的性能,这同时也意味着更大的挑战。在香山团队面前的是一片未知的领域,我们的每一步都在书写新的历史。但是,我们坚信,通过“开源”这一新理念、新方法,我们能够与整个社区共同前进,进一步提升开源处理器的性能标杆。

感谢大家对香山的陪伴与支持,也期待您继续关注昆明湖 V3 的后续进展!

香山开发方面,前端修复了~~无数~~ BPU 相关的性能 bug~~性能终于接近重构前的水平~~,同时添加了性能计数器,以便更好地进行性能分析。后端和访存修复了 V2 的数个 bug,并且进一步优化了时序。在 V3 方面,后端继续推进新向量单元的设计,访存进行了模块重构与测试,同时进行了预取性能探索。

【香山双周报 90】20251124 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。我们期待您的贡献。

本次是第 90 期双周报。

香山开发方面,前端在 V3 实现了一些新的性能特性,同时修复了多个 BPU 重构带来的性能 bug~~希望下次双周报时性能能够达到重构前水平(×2)~~。后端正在推进 V3 新向量单元的设计,同时修复了一些 V2 的遗留 bug。访存新增了 berti 预取器,同时继续推动各个模块的代码重构,还修复了一些 V2 功能 bug。

【香山双周报 89】20251110 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。我们期待您的贡献。

本次是第 89 期双周报。

香山开发方面,前端继续修复 BPU 重构带来的性能 bug~~希望下次双周报时性能能够达到重构前水平~~。后端推进 V3 向量单元的新设计实现,同时优化了 V2 后端的时序。访存持续推进 V3 各个模块的重构与测试,并且修复了一些 V2 功能 bug,优化了时序,提升了代码质量。

【香山双周报 88】20251027 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。我们期待您的贡献。

本次是第 88 期双周报。

香山成功举办了 MICRO 2025 tutorial!我们非常高兴能与大家在首尔相见,感谢每一位参会的朋友和关心香山发展的伙伴们!如果未能现场参与,欢迎大家访问 https://tutorial.xiangshan.cc/micro25/ 回顾本次 tutorial 的内容。香山的下一场 tutorial 将于明年初在澳大利亚举办的 HPCA 2026 会议上进行,期待与大家再次相见!

在此次 tutorial 中,我们进行了大规模的重构,主要包括:

  • 完全重构的上手环节。新的上手环节使用 Jupyter Notebook 组织,进一步降低了解香山的门槛。所有内容都已开源到 https://github.com/OpenXiangShan/bootcamp,欢迎大家尝试
  • 完全重构的微架构介绍。相比于扁平化地介绍香山微架构现状,新的微架构部分着重介绍香山的设计哲学,帮助大家更好地理解香山的设计思路
  • 非常荣幸地邀请到 Nisa Bostanci 代表 Onur Mutlu 教授的团队分享 Ramulator!香山的 GEM5 模拟器现已集成 Ramulator

香山开发方面,前端修复数个 V3 BPU 重构后带来的性能 bug,同时推进取指侧对 2-fetch 的支持。后端继续进行 V3 开发与重构。访存完善了一部分 topdown PMU 与 CHIron 工具。

【香山双周报 87】20251013 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。我们期待您的贡献。

本次是第 87 期双周报。

在过去的两周,~~香山团队的大家度过了一个愉快的国庆假期~~前端继续修复 V3 BPU 重构后带来的性能 bug。后端整理现有代码,继续推进 V3 开发。访存缓存部分修复了数个 V2 的 bug,同时进行代码重构工作,为 V3 开发做准备。

同时向大家预告一则消息,香山团队将于 10 月 19 日在 MICRO 2025 会议上作 tutorial,我们非常期待与大家在首尔相见!