#香山调试直播# 香山芯片调试目标完成!

记录一些流水账:

2021年6月22日,香山在RISC-V中国峰会上第一次亮相,这是当时公开的国际上性能最高的开源RISC-V处理器核设计,受到国内外的很多关注,如今在GitHub上已有近2500个Star,250多个Fork。虽然我们的报告是中文的,但却有不少英文报道,甚至还有来自俄罗斯的关注。可以说,香山成为国际上最受关注的开源芯片项目之一。

2021年7月15日,第一代香山“雁栖湖”流片。但接下来由于受到全球芯片产能影响,我们不得不经历漫长的等待期。因为许久没有回片后的消息,有一些关注香山的朋友发来小心翼翼的询问:“香山是不是流片失败了?”流片失败,就是指香山无法点亮,也就意味着它就是一块石头。

2022年1月20日,等待了整整半年,香山终于回片了。硬件调试存在很大不确定性,很可能1个bug就会需要耗上1-2个月才能解决。而硬件问题解决不了,软件调试就会受到影响。尽早发现硬件问题,此时的香山就如同刚从医院拿回来的一份尚未打开的检查报告——面对它心中充满忐忑,不知道结果是好是坏。如果要等春节假期结束后才能看报告,这个年我们会过得心里很不踏实。另外,还存在一个不确定性,就是疫情防控。前段时间北京出现疫情,导致不少同学无法回家。但另一方面,由于冬奥会、两会等一系列活动,如果其他地方出现疫情,也可能导致离京后一段时间内甚至整个2月不能返京,那就会再空耗一个月。

我们希望能尽早消除一些不确定性,否则过年心里也不踏实。时间,对于香山调试非常宝贵。于是,香山团队的多位小伙伴(徐易难、李作骏、王诲喆、勾凌睿、张紫飞、蔺嘉炜、李乾若、甄好)决定留在北京攻关调试,加上唐丹和我,组成了一支攻关调试小分队。其中有几位是因为老家疫情而留在了北京,也有本来就是北京人,除了这些这些线下的小伙伴,还有全国各地的老师和同学一起在线参与。

1月26日开始,采用香山枫叶红底色的主板陆续从深圳寄到北京。此前,1月22-24日,深圳团队的蔡晔老师、刘彤、何伟等已经在深圳焊好主板,完成了初步的调试,包括系统时钟、串口、Flash等,验证IO通路正确。

1月29日,调试攻坚战正式打响了。调试过程一开始出乎意料地顺利,虽然有些小曲折,但都很快解决。到1月30日,我们取得了不错的战果:
•CPU频率从24MHz切到1GHz;
•DDR4-2400初始化成功,并稳定运行;
•Linux正常启动进入Shell;
•CoreMark成功运行,5.3分,与仿真完全一致。

1月30日晚上,收到了中国科学院大学公共管理学院刘继安老师的消息,是她和博士后徐艳茹希望观摩香山调试。晚上9点,徐博士先来到了调试现场,拍了几张照片,然后便跟我们说,她春节也不能回去过年,希望能全程观摩香山的调试过程。我们觉得应该很快就可以结束调试了,便欣然答应。但任何事情都不要高兴太早!

1月31日,大年夜。就在我们认为可以“牛年事、牛年毕”,可以在牛年就能跑出SPEC CPU2006分值、初步完成调目标时,现实狠狠地打了我们的脸——在运行SPEC CPU2006时,DDR4-2400稳定性存在问题,会导致返回数据出现随机错误。DDR是芯片调试过程最麻烦的问题,看来我们终究还是要面对。

我们分头吃年夜饭。下午2点,唐丹老师回家和家人一起吃了顿年夜饭;下午4:30,唐老师又过来和我们一起吃了一顿年夜饭,然后回到调试作战室放松:春晚,PS5,瓜子……晚上7点,我再回家和家人又吃了一顿年夜饭。一个难忘的大年夜!

大年初一到初三,大家休息了三天。

初四,重新整装上阵。内存专家李作骏全力攻占DDR稳定性问题,其他人全力配合。全志D1-H项目负责人孙彦邦提到当时在全志时DDR调试也是难点,他推荐了在Linux下的memtester来测试内存。

初五,徐易难很快便在Linux下编译好memtester,并开始测试。初步测试访存确实不稳定,内存在作Bit Flipping时会出现8KB数据不正确。于是开始尝试修改CPU频率,1GHz提高到1.1GHz,1.26GHz,但都不稳定;那就给CPU降频,降到800MHz、600MHz,似乎访存稳定性好一些,但还是会随机出错。

唐丹老师查看DDR PHY手册,发现PHY和DIMM的VRef配置不同步,修改后稳定性得到改善,但memtester还是会出现随机访存出错,只是出现概率降低了。但是,哪怕概率再低,也不可接受——对于理论上1GHz频率下每秒可运行60亿条指令的香山来说,哪怕是亿分之一的随机出错概率,也意味着每秒会出现几十次访存数据错误,这是不可接受的。我们必须要把访存调稳定。

初六,大家继续尝试——修改DDR Trainimg参数,修改Linux启动时内存容量,改变DDR供电电压……始终无法消除DDR访存的随机出错问题。我们怀疑DDR信号完整性问题,希望看一下DDR信号的眼图。开始一通打电话借设备,我们借到了一台DDR逻辑分析仪。这这台设备和HMTT很像,也是插在DIMM槽,但它内部提供高频采样时钟,可以直接抓DDR访存数据信号。我们花了半天的时间研究如何使用,当搞清楚后,发现在DDR-2400配置下采不到预想的信号。晚上9点多,打电话给设备代理商,被告知这台设备采购时没有选支持2400的模块,现在还支持DDR-1600。燃起的希望又熄灭了。

初七,唐丹老师又开始打一轮电话,又向郝沁汾老师借来一台示波器。有人建议看一下电源是否稳定,波动幅度是否太大,可以换一下精密电源。唐老师、徐易难立刻开始测试电源稳定性,发现真的会出现上下60-80mV的波动。那时,看到这个几十毫伏的波动,似乎大家心里涌出一丝欣喜,希望这就是DDR访存不稳定的问题所在。唐丹马不停蹄地区采购精密电源,不幸的是在换电源后,我们使用最多、相对最稳定的一块板卡“牺牲”了——烧了!来不及难过,立刻又切换到另一块板卡开始测试起来。结果有点沮丧,换了精密电源后依然无法消除访存随机性问题。

李作骏通过对DDR信号进行仿真,发现DDR DQS信号的ODT参数设置存在问题,同时把所有的访存性能相关的参数调到最保守设置。大家又寄希望于这次DDR参数修改。

此时,于是另一条调试网卡的战线开始启动,由王诲喆担任主攻手:测试网卡时钟信号、调整GMAC频率,设置设备树,修改驱动——网卡很快就被识别出来了,能看到网卡能收包了,但是问题是不能发包。

初八,跑了一个晚上的memtester,连续运行了12个小时,只有一个访存出错。这次稳定性得到了极大的提高,但还没有彻底解决,运行SPEC CPU依然出错。这时,大家决定尝试一下将DDR降频到1600。DDR-1600配置下,李作骏又对DDR Training做了优化,调高了Refresh Burst数量,激动人心的时刻发生了——之前跑不过的SPEC CPU应用都能跑完了!DDR访存稳定性问题终于解决了!

从初八开始,勾凌睿便开始用SPEC CPU2006程序烤机,香山频率设置为1GHz,DDR设置为1600,连续几十个小时的运行,再也没有出现过错误了。当然,这并不是最终目标,我们知道DDR访存性能对整个香山芯片的性能至关重要,接下来我们还继续优化DDR性能。

另一条战线,王诲喆仍然在调试网卡。在香山上用tcpdump能看到从另一台机器发过来的网络包,对比发送端的wireshark,内容正确。但是发送始终存在问题,ping依然不通。

初九,跑了一天的SPEC CPU,再也没有出错了,大家开始期待香山的SPEC CPU 2006分值了。网卡调试那边,手动修改了mac地址后,香山能收到ping,但是发送依然有问题。

初十,在修复了一个串口驱动小问题后,终于得到SPEC CPU 2006分值了,香山在1GHz频率、DDR-1600配置下,分值为5.97。这个数字对于香山来说,是一个里程碑。但我们知道,这并不是香山的真实性能,因为这是把DDR-2400降频为DDR-1600后得到的结果,从数据来看,很多访存密集型应用性能受到了很大的影响。如果把DDR进一步优化,香山性能还将进一步提升。我们根据Roofline模型推演访存性能优化目标。

正月十二,王诲喆也终于将网卡调通,香山功能基本完备。有了网络,大家就可以远程访问香山了。

正月十五,李作骏对DDR-1600时序进行了初步优化,之前受DDR访存的应用性能得到了大幅提升,比如bzip2-liberty的运行时间从483s降到了265s。这也意味着SPEC CPU2006分值即使在DDR降频的情况下还可以有很大的提升。

至此,历时近3个星期的香山攻关调试取得了圆满成功。香山调试直播完毕。

衷心感谢所有关注和支持香山的朋友!后续我们仍然会向大家介绍香山后续的性能优化进展。

—————

图1:调试攻关任务清单完成!
图2:与DDR访存稳定性战斗
图3:稳定运行SPEC CPU2006程序
图4:网卡正常工作
图5:SPECCPU 2006分值与对应配置
图6:Roofline模型推演访存性能优化目标
图7-9:香山调试现场

【早知道·#财讯热搜榜TOP10# (12月23日)】戳
1、国家发改委发文简化投资审核管理
国家发改委12月22日消息,国家发改委日前发布《关于进一步推进投资项目审批制度改革的若干意见》提出,进一步明确和简化投资审核管理,严格控制新增或变相增设审批环节。加强投资项目决策管理,切实防范“两高”项目盲目发展和违规政府投资项目盲目上马。做好基础设施领域不动产投资信托基金(REITs)项目协调服务,对基础设施REITs回收资金拟投入的新项目,加强跟踪服务,协调加快前期工作和开工建设进度,推动尽快形成实物工作量。
《意见》指出,要进一步明确和简化投资审核管理。加快健全投资管理制度体系。深化投资领域“立改废”,加快修订中央预算内直接投资、投资补助、贷款贴息,以及企业投资项目核准和备案管理等制度规范,增强投资法规制度的统一性和协调性,不断提升投资决策科学化、制度化、规范化水平。尚未出台政府投资法规配套制度的地方,要进一步加大工作力度,尽快推动出台政府投资地方性法规制度,细化本地区政府投资管理的法定职责、程序和机制,为统筹安排、规范使用各类政府投资资金提供制度保障。严格投资审批事项管理。对有明确法律法规依据的审批事项,各地方应在《全国投资项目在线审批监管平台投资审批管理事项统一名称和申请材料清单》基础上,梳理形成本省区域内统一的投资审批清单和申报材料清单。

2、多地披露明年一季度地方债发行计划
近日,各地陆续开始披露2022年一季度政府债券发行计划。据统计,截至12月22日,已披露将于明年一季度发行的地方债中,新增债券占比近9成。业内专家预计,地方债发力提前有助于尽早形成实物工作量,将有力提振明年初的基础设施投资。

3、年内IPO募资超5200亿元创新高
今年以来,我国资本市场直接融资能力持续增强,股债市场融资规模稳步增长,服务实体经济成效显著。股票融资方面,年内500多只新股在A股上市,IPO募资总额超5200亿元,新股数量及募资额均创历史新高;债券融资方面,沪深交易所债券市场发行规模达16.77万亿元,连续多年稳步增长。

4、农业农村部: 打造生猪、家禽两个万亿级产业
记者22日获悉,农业农村部近日制定印发《“十四五”全国畜牧兽医行业发展规划》(以下简称《规划》),创新提出构建“2+4”现代畜牧业产业体系,着力打造生猪、家禽两个万亿级产业和奶畜、肉牛肉羊、特色畜禽、饲草四个千亿级产业。到2025年,全国畜牧业现代化建设取得重大进展,奶牛、生猪、家禽养殖率先基本实现现代化。
具体来看,在生猪发展目标方面,确保猪肉产能稳定在5500万吨左右,生猪养殖业产值达到1.5万亿元以上。同时,着力提升发展质量,加强产能调控,缓解“猪周期”波动,增强稳产保供能力。在家禽发展目标方面,禽肉、禽蛋产量分别稳定在2200万吨、3500万吨,保持基本自给,家禽养殖业产值达到1万亿元以上。

5、数字交通“十四五”发展规划出炉
交通运输部近日印发的《数字交通“十四五”发展规划》(下称《规划》)提出,到2025年,基本建成“一脑、五网、两体系”的发展格局,交通新基建取得重要进展,行业数字化、网络化、智能化水平显著提升。
《规划》提出,将打造综合交通运输“数据大脑”,完善部、省两级综合交通运输信息平台架构,推进综合交通大数据中心体系建设,加强数据资源的整合共享、综合开发和智能应用。鼓励和支持各地交通运输主管部门统筹开展综合交通运输信息平台建设,并与国家综合交通运输信息平台实现互联互通,构建全国一体化协同综合交通运输信息平台。
《规划》还提出,构建交通新型融合基础设施网络,加快推进交通新基建,推动新技术与交通基础设施融合发展,推进智能铁路、智慧公路、智慧航道、智慧民航、智慧邮政等建设。

6、总规模突破25万亿元 公募基金跑出发展“加速度”
2021年投资者借道公募基金大量入市,公募基金发行在保持高速度基础上,突出主线、体现创新。公募基金总规模达25.3万亿元,创出历史新高。截至三季度末,公募基金持有A股总市值5.72万亿元,占A股流通市值8.31%,为近十年来最高水平,市场话语权持续提升。

7、年内2398家银行网点关停
近年来,商业银行数字化转型正在加速,在此背景下,银行网点数量持续减少。《证券日报》记者根据银保监会金融许可证信息平台数据统计发现,今年以来,截至12月22日,商业银行机构共有2398家银行网点终止营业。

8、“稀土航母”启航 三大稀土巨头战略性重组获批
12月22日晚间,五矿稀土公告称,公司接到中国五矿集团有限公司通知,经国务院国有资产监督管理委员会研究并报国务院批准,同意中国铝业集团有限公司、中国五矿、赣州市人民政府等进行相关稀土资产的战略性重组,新设由国务院国资委控股的新公司,中铝集团持有的中国稀有稀土股份有限公司的股权,中国五矿所属企业持有的五矿稀土股份有限公司、五矿稀土集团有限公司的股权,以及赣州稀土集团有限公司及所属企业持有的中国南方稀土集团有限公司、江西赣州稀有金属交易所有限责任公司、赣州中蓝稀土新材料科技有限公司的股权整体划入该新公司。

9、世界首条35千伏公里级超导电缆在沪投运
12月22日,国家电网公司在上海兴建的世界首条35千伏公里级超导电缆示范工程正式投运,这是国内新型电力系统建设领域一项重大核心技术突破,标志着我国超导输电应用迈入全球领先行列。
35千伏公里级超导电缆示范工程位于上海徐汇商业核心区,联结两座220千伏变电站,总长1.2公里,额定电流2200安培,额定容量133兆伏安,采用全程排管敷设工艺,是目前世界上距离最长、输送容量最大、全商业化运行的35千伏超导电缆输电工程。

10、美股三大指数集体收涨
12月23日,美股三大指数集体收涨,纳指涨1.18%,标普500指数涨1.02%,道指涨0.74%。新能源汽车股表现强势,Sono Group涨近14%;特斯拉收涨7.5%,创11月1日以来最大单日涨幅;小鹏汽车涨超4%,理想汽车涨1.4%。阿里巴巴跌超4%,此前阿里云被暂停作为工信部网络安全威胁信息共享平台合作单位。热门中概股多数收跌,满帮跌7%,滴滴跌超6%,哔哩哔哩跌超4%,爱奇艺跌近3%,拼多多跌1.4%。

#腾讯2021年第三季度财报#

在国家互联网各种监管要求下,这家成立23年的巨无霸公司已开启新的业务转型期,结合过往积累的数亿级用户及新型市场投资布局,腾讯下个10年商业营收结构即将呈现颠覆式变化。

这里,从最新2021年Q3财报中已初见端倪:

1,长期占据主流腾讯营收中的网络游戏和在线广告业务收入已成下滑趋势,以往几乎占据半壁江山。

2,细分财报数据中对监管要求的回应直接明显,互联网C端娱乐吸金效应正在减弱。例如: 未成年人群游戏在线时长、人均游戏消费额等。

3,常态疫情环境下,企业服务产品矩阵效应的商业价值潜力巨大,以小程序助力新零售,下沉扶持实体经济为主,企业云服务产品也逐渐打开新增市场。

#冲哥笔记#
接下来,在SaaS服务/零售云/全渠道零售等重要商业模式下,依然会看到企鹅冲锋陷阵的身影。


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