YHFT-DX高性能DSP中Cache失效流水设计

YHFT-DX是国防科技大学自主研制的一款高性能DSP。以提升YHFT-DX的Cache性能为目标,研究了降低Cache失效延迟的优化策略,设计并实现了一种针对高频高性能DSP的一级数据Cache优化策略——失效流水。与传统优化策略相比,该策略将连续访问Cache的失效请求并进行流水化处理,使多个Cache失效延迟重叠,从而达到降低平均Cache失效代价的目的。将该策略应用到YHFT-DX芯片的一级数据Cache控制器的设计与优化中,使访问Cache失效引起的流水线停顿从8拍降为2拍,显著提升了系统性能。

龙芯2F上的访存优化

一般的数据处理程序中,计算时间在其中往往只起次要作用,因此访存方式是否有效对程序的性能影响很大。在基于龙芯2F处理器研制的高性能计算机系统KD-50-I上安装ATLAS,经测试其性能只达到龙芯2F理论峰值的30%。通过循环展开减少函数存储访问次数,增大计算访存比;采用数据分块、部分拷贝以增强访存局部性,减少cache失效;利用非阻塞cache加快内存访问速度等访存优化技术,将ATLAS性能提高50%以上。

龙芯2号处理器设计和性能分析

介绍龙芯2号处理器设计及其性能测试结果．龙芯2号采用四发射超标量超流水结构。片内一级指令和数据高速缓存各64KB，片外二级高速缓存最多可达8MB．为了充分发挥流水线的效率，龙芯2号实现了先进的转移猜测、寄存器重命名、动态调度等乱序执行技术以及非阻塞的Cache访问和load Speculation等动态存储访问机制．龙芯2号处理器采用0．18gm的CMOS工艺实现，在正常电压下的最高工作频率为500MHz，500MHz时的实测功耗为3～5W．龙芯2号单精度峰值浮点运算速度为20亿a／秒，双精度浮点运算速度为10亿a／秒，SPECCPU2000的实测性能是龙芯1号的8～10倍，综合性能已经达到PentiumⅢ的水平．目前芯片样机能流畅运行完整的64位中文Linux操作系统，全功能的Mozilla浏览器、多媒体播放器和OpenOffice办公套件，可以满足绝大多数桌面应用的要求．