#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

十二生肖起名宜忌------(7)马年

马被认为是一种心胸开阔、友好相处、勇于拼排、前途远大的动物。马喜欢吃草和谷物,所以可以用带“禾”和“艹”的字给孩子起名,如:英、艺、芸、租、额、秋、茂、荣、穆等。

一 属马的人宜用字

(1)肖马年生人,起名宜有“艹”字、“金”字,学识渊博,安富尊荣,享福终世;有“玉”字、“木”字、“禾”字,贵人明现,多才巧智,成功隆昌;有“虫”字、“豆”字,福禄双收,名利永在;有“土”字,义利分明,温和贤淑,克己助人,重义信用;有“田”字、“火”字、“氵”字,忧心劳神或性刚;有“车”字、“石”字、“力”字、“马”字,不利家庭,婚迟晚得子大吉,或不利健康。

(2)宜用有彩衣的部首,如“系”、“巾”、“彡”、“衣”,只有良马,方能被人披上彩衣。例如:纪、约、纯、级、素、绅、珍、紫、纬、绿、维、纲、缘、练、缇、绩、缨、衫、裕、装、裘、形、彤、采、彦、彩、彬、彪、彰、希、帆、席、常。

(3)宜有“目”字根,表示马有大眼睛,美丽有人缘,尤其异性贵人多。例如:目、直、相、县、盼、看、眉、真、睦、睿。

(4)宜用有“龙”之字形,代表“龙马精神”,积极、生动、活力、有干劲、成功之意。例如:龙、辰、农、稼。

(5)宜有杂粮之字根,如“禾”、“麦”、“叔”、“稷”、“豆”、“粟”、“粱”。因为除了喜食草以外,五谷杂粮亦为其主食。例如:禾、秀、秉、秋、科、袜、秦、禀、梨、稷、谷、稼、积、酥、稚、获、豆、丰、艳。

(6)宜有“木”字根,因马在林间来去自如,有树木也可以遮阳。例如:木、杉、彬、琳、杞、杭、荣、林、柄、霖、柔、杰、栋、森、杨、楚、桢、棒、树。

(7)宜用有“冖”之字形,表示有屋檐、洞穴可遮风避雨。例如:守、安、宋、宗、宜、定、宥、家、宸、容、实、宽、宝。

(8)马宜有三合或三合之字根,如“寅”、“戌”、“巳”、“未”。例如:彪、寅、戏、处、成、茂、城、狮、犹、独、建、美、群。

二 属马的人起名忌用字

(1) 不宜有“田”字根之字,表示劣等马委曲求全,当做下田耕种用。例如:富、由、男、甸、界、单、畛、留、画、畸、畴、畿、疆。

(2)不宜有“米”之字根,因马儿吃米吃不饱。米粮不适合马吃,有吃没有饱,无饱足之感。例如:米、粉、粥、粒、粲、精、粹。

(3)不宜有“山”之字根,因马在山路跑,相当辛苦。例如:山、罔、岳、岱、岷、峒、峭、峡、崇、峰、崎、峻、仑、岗、峥、崧、嵩、岭、巍。

(4)姓名三个字中不宜见到两个口,因两口马形成一“骂”字,容易招人嫌,是非多,衰运连连,做事不顺。例如:吕、咖、品、哈、咭、哥、启、喜、煦、哲、嘉、嘻、器。如果姓有一“口”形,则名字尽量不宜选用有“口”形之字根。
棋、琦、祺、齐、期。

(5)马怕骑,所以不宜见到“奇”、“其”字义之字。例如:骑、其、奇、琪、旗、期。

(6)不宜有两个人的字根,如“彳”、“亻”,因为好马不跨双鞍,如犯之,则为无节之马,不忠、不贞、滥情、情愁。例如:彼、征、往、役、仿、很、律、徐、得、徒、从、御、循、微、德、彻、仁、莜、薇。

(7)不宜见到“心”、“忄”、“月”之字根,因其代表荤食,而马为素食动物。例如:愚、心、必、志、忠、忻、念、性、怡、恒、恬、恕、恩、恭、息、悠、情、悼、惠、惟、想、意、爱、感、愉、慈、慕、慧、慷、态、怀、育、郁、宥。

(8)不宜选用有“水”之字形,如“氵”、“冫”、“壬”、“子”、“癸”、“北”之字根,容易有水火相冲,因马为火。例如:水、永、冰、沮、汀、求、泛、汐、汕、池江、汛、汪、决、汾、沂、汽、沈、冲、沙、河、沛、油、沼、治、法、泓、波、注、泉、泰、洋、津、洪、洲、浚、浩、浪、海、消、涵、淑、淋、淦、淮、深、清、涣、港、游、凑、涌、湘、汤、温、湾、源、满、汉、洁、潭、润、潮、澄、泽、澳、渴、济、涛、凌、冷、子、字、存、孝、孚、盂、季、学。

(9)不宜见到有“牛”、“丑”,因为自古青牛遇白马,不战而逃。例如:牛、牟、牢、牧、特、牵。
肖马年生人,到岁次肖鼠年、肖兔年、肖牛年要小心注意,到岁次肖虎年、肖狗年,肖羊年一帆风顺隆昌。

#老广牛年# #云上岭南# #广州身边事#【新广从路快速化改造主线全线通车 近50公里只有3个红绿灯路口】
6月28日6时,新广从路快速化改造工程(简称“新广从路”)主线全线顺利实现通车,为广州市区向北联络从化和白云再添重要通道。新广从路开通后,将有力缓解交通压力。
“为实现交通疏导更为快捷有效,新广从路仅保留3处红绿灯路口,红绿灯数量同比减少了九成,单程节省约15分钟。”新广从路快速化改造工程项目负责人章利晖介绍,从化街口至白云黄石东路口的车程可从1小时左右缩短至45分钟。
https://t.cn/A6f5d7RY


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