龍芯中科亮相第二屆中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)芯片大會(huì)

近日，由CCF體系結(jié)構(gòu)專業(yè)委員會(huì)、集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)委員會(huì)、容錯(cuò)計(jì)算專業(yè)委員會(huì)、計(jì)算機(jī)工程與工藝專業(yè)委員會(huì)聯(lián)合舉辦的第二屆中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)芯片大會(huì)在上海成功舉辦。大會(huì)以“發(fā)展芯技術(shù)，智算芯未來(lái)”為主題，共設(shè)立47場(chǎng)學(xué)術(shù)論壇，為CCF會(huì)員、計(jì)算機(jī)及芯片領(lǐng)域?qū)I(yè)人士提供思想交鋒、技術(shù)論道、交流會(huì)友的舞臺(tái)。

龍芯中科深度參與本次大會(huì)，不僅進(jìn)行黃金贊助支持，為大賽頒獎(jiǎng)活動(dòng)提供2K1000星云開發(fā)板、龍芯久久派開發(fā)板等獎(jiǎng)品，更安排專家作論壇學(xué)術(shù)報(bào)告，設(shè)置展臺(tái)展示最新技術(shù)和產(chǎn)品等。

在通用CPU性能提升論壇上，龍芯實(shí)驗(yàn)室主任張福新以《高性能CPU微結(jié)構(gòu)研究》為主題發(fā)表演講。張福新表示，龍芯致力于下一代處理器技術(shù)的探索，堅(jiān)持開展前瞻研究，近年來(lái)，龍芯CPU核心性能提升超20倍，其中主頻提升僅2.5倍，微結(jié)構(gòu)優(yōu)化成為主要貢獻(xiàn)源。龍芯等企業(yè)的產(chǎn)品性能提升表明，高性能CPU微結(jié)構(gòu)仍有很大研究空間。同時(shí)，張福新分享了龍芯團(tuán)隊(duì)近期的一些研究成果，包括在分支預(yù)測(cè)方面的HRAS、AVM-BTB和數(shù)據(jù)預(yù)取方面的Tyche等。

龍芯深入分析了CTRAS和SCRAS等返回地址預(yù)測(cè)機(jī)制的失效原因，提出了由猜測(cè)隊(duì)列、提交棧和后備預(yù)測(cè)器三級(jí)預(yù)測(cè)組成的HRAS混合預(yù)測(cè)機(jī)制。仿真結(jié)果顯示，相同面積下，HRAS的MPKI顯著低于CTRAS和簡(jiǎn)單RAS。

龍芯觀察發(fā)現(xiàn)，動(dòng)態(tài)調(diào)整BTB大小的設(shè)計(jì)相對(duì)靜態(tài)可能更有益;一個(gè)BTB和ICache的動(dòng)態(tài)容量平衡方案有提升前端效率的潛力;BTB的預(yù)測(cè)率度量反映程序的需求，能夠被用來(lái)指導(dǎo)BTB容量的動(dòng)態(tài)調(diào)整。AVM-BTB利用上述觀察設(shè)計(jì)了可動(dòng)態(tài)借用ICache緩存容量的切換策略，能夠大幅提升處理器性能并降低功耗。

龍芯對(duì)程序行為和現(xiàn)有預(yù)取器進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)僅通過(guò)訪存流而不依賴指令依賴關(guān)系無(wú)法高效檢測(cè)間接訪存模式;不知道生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間全部操作則無(wú)法構(gòu)建完整的非線性關(guān)系;實(shí)現(xiàn)一個(gè)輕量級(jí)的機(jī)制，在硬件上記錄依賴鏈?zhǔn)强尚械?。Tyche預(yù)取器利用這些發(fā)現(xiàn)通過(guò)少量硬件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)間接訪存的高效預(yù)取，進(jìn)而具有比現(xiàn)有算法更好的性能。

芯片是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)、數(shù)字世界的底座，是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的最前沿。黨的二十屆三中全會(huì)明確提出，要“優(yōu)化重大科技創(chuàng)新組織機(jī)制，加強(qiáng)國(guó)家戰(zhàn)略科技力量建設(shè)，統(tǒng)籌強(qiáng)化關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)”。作為中國(guó)CPU研發(fā)核心力量，龍芯以“十年磨一劍”的堅(jiān)定決心和頑強(qiáng)意志，持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)品更新迭代，未來(lái)，龍芯也將繼續(xù)與合作伙伴共建安全可靠的第三套信息技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)，以實(shí)際行動(dòng)支撐國(guó)家信息安全和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。