摘要：随着高性能处理器集成度、面积以及工作频率的不断增加,时钟动态功耗呈指数级增加,时钟分布不均导致跨时钟域的同步开销显著增大,这些问题逐渐成为制约处理器能效提升的瓶颈.通常处理器核的功耗占多核处理器整体功耗超过70%,而时钟功耗是处理器核功耗的主要组成部分.数字方式的系统动态调频DFS(Dynamic Frequency Scaling)降频的方法需要触发时钟中断例外重新配置时钟生成模块锁相环的相关寄存器,由此带来系统超过毫秒级等待时间开销;而模拟方式连续自适应调节AFS(Adaptive Frequency Scaling)频率变化过程中存在频率过冲响应会增加物理时序设计压力.与此同时功耗的调节降低要以高性能为前提.片上时钟分布长延时随PVT(Process Voltage Temperature)变化产生的不确定时钟相位偏差,为此物理设计增加时序冗余补偿会直接影响到处理器性能.本文提出了新的基于解耦去偏斜锁相环De-skew PLL(De-skew Phase Locked Loop)的同步间歇时钟系统,采用12 nm CMOS工艺实现了去偏斜锁相环的设计,并对整个系统进行了时序性能和时钟功耗的评估.该系统一方面可以利用去偏斜锁相环的远端时钟反馈技术实现不同时钟域之间的实时相位对齐,同时也可以抵抗反馈环内时钟分布延时随PVT的变化;另一方面可以利用新增加的解耦模块,无频率过冲地响应处理器核内产生的时钟间歇控制(时钟脉冲间断性停拍)信号降频,从而实现亚纳秒级时钟动态功耗控制.以12 nm工艺同步级联结构为例,每层时钟分布校准后同步偏差小于10 ps.使用16核LS3C5000处理器RTL在仿真加速平台上运行SPEC CPU 2000测试集来评估本方案对处理器核时钟功耗的影响,并进一步通过PTPX后仿真验证,结果表明,定点及浮点程序平均功耗节约分别大于4.5%和20.3%.

摘要：研究了虚拟机退出及恢复运行时的开销问题,提出了一种用于降低虚拟机切换时进行保存及恢复现场的开销的延迟存储方法。该方法的主要思想是利用修改虚拟机软件源代码的方式,通过判断虚拟机恢复运行时是否依然是上次退出时的同一个虚拟机,来减少需要保存和恢复的寄存器数量。这个方法不需要对硬件设计进行改动,可以支持多核操作系统和多个虚拟机同时运行的情况,因此具有广泛的适用性。在龙芯3A1500处理器平台上的试验结果显示,上述延迟存储方法与现有方法相比,可以降低虚拟机退出开销65%,虚拟机整体性能提升3%到10%。

摘要：硅后调试对于当代集成电路设计变得日益重要,用于辅助硅后调试的可调式性设计(DFD)应运而生.由于多核处理器往往包含多种不同类型的部件,每个部件都有各自的调试功能需求,极大地提高了可调式性设计的复杂度.针对上述问题,提出一种面向片上多核处理器的通用可调试性架构.该架构使用简单的监测器来监测和控制处理器中用于互连的片上网络,通过专门的调试总线将各个监测器与调试总控模块连接在一起,并使用EJTAG通用调试接口与外部调试主机传递信息.与传统的可调试性架构相比,该架构无需片上RAM,硬件代价低,具有模块化的特性.此外,文中提出的架构采用了工业界通用的EJTAG调试接口,因此通用性较高,已经被应用于龙芯-3B多核处理器中.实验结果显示,该架构可以在高频高数据带宽的环境下工作.

摘要：为了解决使用现场可编程门阵列(FPGA)进行大规模片上多核处理器模拟的容量限制难题,提出了一种新颖的FPGA模拟方法。该方法通过混合真实的处理器核与伪造的处理器核,使用1个或2个FPGA即可模拟整个片上多核处理器,而且可以有效克服FPGA的容量限制问题,同时又不过多损害对多核处理器行为特征的有效模拟。用此方法实现了周期精确的全芯片模拟,并使用流片后的片上多核处理器芯片对此模拟方法进行了有效性验证。实验很容易地实现了50MHz以上的模拟速度,比基于相同设计的软件仿真快10万倍以上。模拟速度的大幅度提升,使得可以启动未经修改的Linux操作系统和运行完整的多用户SPEC CPU2006 train测试集。这种混合真实处理器核与伪造处理器核的模拟方法为片上多核处理器的功能验证和性能评估提供了一种简单高效的途径。

摘要：龙芯GS464E是龙芯公司最新推出的高性能处理器核架构.在本文中,将介绍GS464E架构的核心特性.相比于之前的GS464架构,重点强化了访存性能和分支预测准确率,实现了MIPS DSP指令集和虚拟机支持,增大了处理器中各项队列的项数,并增大了Cache容量和TLB容量.访存子系统拥有3级Cache结构,每一级都采用LRU替换策略,可以支持多核缓存一致性协议.经过上述强化设计,GS464E处理器核已成为一个创新性的高性能处理器核架构.

摘要：俗话说，听锣听声，听话听音。在民主生活会上，不少同志在给其他同志提意见和建议时，比较讲究语言艺术，喜欢绕个弯子，把一些尖锐的意见通过提希望的形式委婉地表达出来，如果不能正确领会批评者的“言下之意”，就达不到批评的目的，自己也无法改进和提高。因此，透过字里行间，准确把握同志们的批评意见和建议，正确领会希望背后的弦外之音，对找准自身存在的主要问题，明确改进方向十分必要。