香山开源高性能RISC-V处理器设计与实现

XiangShan Open-Source High Performance RISC-V Processor Design and Implementation

王凯帆 ¹徐易难 ¹余子濠 ²唐丹 ³陈国凯 ¹陈熙 ¹勾凌睿 ¹胡轩 ¹金越 ¹李乾若 ¹李昕 ¹蔺嘉炜 ¹刘彤 ²刘志刚 ²王华强 ¹王诲喆 ¹张传奇 ¹张发旺 ⁴张林隽 ¹张紫飞 ¹张梓悦 ¹赵阳洋 ²周耀阳 ¹邹江瑞 ⁴蔡晔 ⁴郇丹丹 ⁵李祖松 ⁵赵继业 ⁵何伟 ⁶孙凝晖 ⁷包云岗¹

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作者信息

1. 处理器芯片全国重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京 100190;中国科学院大学计算机科学与技术学院北京 100049
2. 处理器芯片全国重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京 100190
3. 处理器芯片全国重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京 100190;北京开源芯片研究院北京 100080
4. 深圳大学计算机与软件学院广东深圳 518060
5. 北京微核芯技术有限公司北京 100190
6. 北京开源芯片研究院北京 100080;鹏城实验室广东深圳 518055
7. 处理器芯片全国重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京 100190;中国科学院大学计算机科学与技术学院北京 100049;北京开源芯片研究院北京 100080
折叠

摘要

近年来以RISC-V为代表的开源指令集引领了开源处理器的设计潮流. 然而,目前国内外的开源处理器性能尚未满足学术界和工业界的需求. 为填补空白,香山处理器项目启动. 香山是一款开源高性能RISC-V处理器,采用6发射超标量乱序执行设计,目前在著名开源项目托管平台GitHub上获得超过3200个星标(Star),形成超过400个分支(Fork),成为国际上最热门的开源硬件项目之一,得到国内外企业和研究者的积极支持. 香山处理器在近两年时间中历经两代版本演进,第一代"雁栖湖"微架构已经成功流片,回片性能符合预期;第二代"南湖"微架构已进入最后的优化迭代阶段,即将投片,据已知消息,其仿真评估性能在当前开源处理器中排名第一. 主要讨论香山前两代微架构的实现细节与设计演进,并系统介绍开发香山过程中的各类挑战与经验.

关键词

RISC-V/高性能处理器/开源/芯片设计/敏捷开发

引用本文复制引用

基金项目

中国科学院战略性先导科技专项(C类)(XDC05030200)

国家自然科学基金重大项目(62090022)

出版年

2023

计算机研究与发展

中国科学院计算技术研究所中国计算机学会

计算机研究与发展

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：2.649

ISSN：1000-1239

被引量2

参考文献量1

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