#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

《流浪地球2》宣发超前,待遇不输好莱坞!

开拍前一张概念海报,提前两年两个月定档,于一年两个月后发布拜年预告,并且一个拜年预告就贴片了六部春节档电影,这是国内第一部这么早定档和宣传的片了吧……

宣发更厉害,2月拜年预告热搜,3月杀青出海报再热搜,51档再贴片,7月出第一款正式预告并贴片暑期档大片,最后定档了2023年春节档!

结果;距离上映还有十一多个月,计想看23.8万人……

虎年A股市场解析:虎虎深V?

虎年的第一个交易周落下帷幕,市场走势分化,并且有明显的护盘迹象。那么,今年全年的大盘形势怎么样呢?今天,就来和大家聊一聊虎年的市场展望。
回顾2021年初的文章,对于2021年全年的政经格局预判:
等到股市等资产价格涨到比较高到位置时,伴随着对手在地缘上到布局,当我们在新闻里经常看到:
1、美国疫情得到控制;
2、疫情控制后,美国经济快速复苏,加息预期强烈;
3、我们周边局势经常出现在新闻当中,
那时,就要提防对手对我们打出组合拳了。对于手里还持有大量股票的人,那个时候就需要逐步获利了结。
这些预测在去年基本得到了应验:去年四季度,虽然美国疫情并没得到控制,经济也没有复苏,但外媒的新闻确实在铺天盖地报道说,美国疫情得到控制了,至少很多人都得过新冠,实现了所谓的免疫,所以可以像没有疫情一样出门浪了。欧洲也开始放风说,马上将宣布疫情结束。
与此同时,虽然美国经济并没有复苏,但经济数据却开始回升。
这一切为美联储加息营造了合适的环境。
此后,年底前后,南海等周边局势压力就越来越大,而股市也和国足一样。
2021年底,美联储仅仅给出了加息的预期,就让A股跌跌不休。从12月的高点算起来,短短一个多月,上证指数下跌了10%,深证成指跌幅更是接近20%。
而今年,贯穿全年的资本市场主线,将是美联储真正的加息动作。
对于美联储的货币政策,老黄牛维持去年以来一贯的判断:美联储加息时间会早于大家的预期,幅度也会超出大家的预期。
此前很多分析师预判美联储2022年很难加息,认为2023年才会启动,但老黄牛认为,很有可能在最近的一次会议上(3月16日)就宣布加息。
而且,和大家认为全年最多加息3-4次不同,美联储全年大概率加息6次以上。除去1月的会议,今年还剩下7次议息会议。也就是说,今年很有可能在剩下的每次议息会议上都加息。并且,很可能其中某几次会议的加息幅度超过一档(25基点),比如一口气直接加50基点。
这样算下来,全年的加息幅度,或将达到2%。
但是,加息只不过增强了美国市场对全球资金的吸引力。要实现货币的虹吸效应,美国还需要在全球搞事情,使全球市场对美元产生排斥力。
纵观当今的全球,具有足够资金数量能让美国看得上的地方,也就欧元区、中东、东亚这三个地方。所以,今年这三个地方会成为地缘热点。东欧的科索沃、乌克兰,中东的伊核以及未来可能面临更大压力的沙特,还有东亚的我们,都会成为美国的关注焦点。任何地方出一些小破绽,美国就会过去搞事情。
所以,今年中美关系在表面握手的同时,美国会派出各路小弟来充当马前卒,搅得我们不太平。
但是我们要认识到,搞事情并不是目的。真正的目的,是通过搞事情来点燃我们市场的恐慌情绪,从而让热钱抛售中国的资产(包括股票),然后把热钱放到利率更高的美国去。
所以,今年美国的一切地缘动作,目的都是砸盘。换句话说,今年A股会面临美国不断的砸盘压力。
当然,也不要担心A股出现什么股灾。今年的主旋律是稳。证监会易主席在元旦前几天也发声说,坚决防止大上大下、急上急下。也就是说,当市场下跌幅度比较大,或者下跌速度比较快的时候,就会有看不见的手来进行托市。
而且,再怎么样,股市或多或少也要反映经济情况。疫情之下,放眼全球,我们的经济情况还算不错的。所以,哪怕受美联储加息而大幅下跌,底部也会较2018年的底部有所抬升,2022年上半年A股如果持续下跌,最低点的理论值大约在2800-3000点之间。
当然,这是极限情况,实际情况可能未必能跌到那个位置。反过来说,一旦真的跌到了那个位置,反而是很好的入场点。
但我们同时也要清醒地认识到,虽然下跌时会有救市,而且救市的时候会营造牛市的舆论氛围来提振大家的信心,但今年牛市的基础是不具备的。
事实上,证监会的任务目标,并不是股市涨多高,而是确保A股市场这个融资渠道能够服务实体经济。翻译成人话,就是保证新股能发出来。
或者说,硬要考量证监会的KPI的话,A股总市值的稳定增长,会比股指稳定上涨更合理。至于总市值的增长是由于股票上涨,还是由于新股发行,这个对监管层来说并不重要。
2021年,A股市场的总市值从75万亿增长到了92万亿,增长了17万亿,增幅22%。其中新股发行和定向增发约8万亿。如果2022年继续维持20%的增幅,那就是增长约18万亿。同时维持10万亿的新股发行和定向增发,那么上涨带来的股市市值增长就在8万亿左右,算下来总市值增幅8.7%。这可以理解成,2022年A股整体涨幅在8.7%左右。
把2021年的高点3731点乘以这个涨幅,大致能预估2022年的高点,大约在4056点。
当然,上述低点和高点的计算,只是基于模型和假设算出来的结果,供操作时来参考。
分析完大致的波动区间,我们再推演一下什么时候监管层才会发力来拉升A股呢?
我们要知道,虽然A股市场散户的人数和资金量占了大头,但真正有影响力的还是流动性高的热钱。也就是那些美联储能够吸引去美国的钱。这种机构手里的钱,在全世界游荡。哪里有机会,就到哪里投机。没有机会了,说走就走。
这种高流动性的资金,对市场的影响非常大。来去越快,就越能在市场中翻江倒海。
所以,市场的涨跌,要看热钱是进还是出。而热钱是否外逃,取决于中美利息差。利息差越高,我们对热钱的吸引力就越强。现在美联储即将加息,息差将收窄。下一步要看我们的货币政策怎么走。如果任由息差降低,那么就会有热钱流出的压力,导致短期内A股市场走势疲软。
另外一个观察渠道是,可以紧盯美国对比特币的监管态度。
比特币近几年为什么这么涨?作为一种去中心化的不记名电子“货币”,在中国出台了个人每年对外转账上限5万美元的监管政策之后,比特币成为大佬对外转移大量资金的灰色渠道。
之前美国一直高调宣称官方承认比特币,目的就是要让中国一些大佬们放心把钱转到美国去。这也是我们官方一直不承认比特币的原因之一。
现在,该转的已经转得差不多了,美国也要开始监管比特币了。前阵子拜登任命的美联储副主席布兰纳德,主要分管的就是货币监管。
如果布兰纳德上任后开始和中国联合整治虚拟货币,那么就意味着我们国内资金大幅流出的渠道将被堵住。这对A股来说是一个好消息。
届时,一旦看到这样的新闻被曝出来,也就意味着A股将迎来止跌。
总体来说,今年A股市场主要任务是稳,要防止的是大涨大跌、急涨急跌,所以不会有大行情,只有波段性和结构性的机会。对于普通投资者来说,最大的机会,反而是在A股大跌的时候,跟着国家队一起为国救市,赚取确定性的政策性行情。
最后,祝大家虎年虎虎生威,也祝愿A股市场股股深V——节前下跌的股票,节后能够全部V回来。
祝大家操作顺利,财运亨通!


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