FPGA開発日記

FPGAというより、コンピュータアーキテクチャかもね! カテゴリ別記事インデックス https://msyksphinz.github.io

Rocket-Chip で命令レイテンシ・スループットを測定する環境の構築 (3. レイテンシ・スループットまとめ)

前回、RISC-V Rocket-Chip を使って、コアの基本体力である命令のレイテンシ・スループットを測定する環境作成に取り掛かった。

整数命令についてはおおよそ測定できるようになった。次は浮動小数点命令だ。四則演算など、基本的なところから手を付けて行きたい。

とりあえず、パタンジェネレータを作成して、代表的な命令の性能を測定する環境を構築した。 - 同じ命令を384回 (=6x64回) 実行して、その時にかかるサイクル数を測定。そこからレイテンシとスループットを推定。 - 以下の結果は、シミュレーション結果から推定した値を四捨五入した。このため実際には厳密ではない可能性がある。

この中で Rocket-Chip の性能について分かったことは以下の通りだ。

f:id:msyksphinz:20180308230246p:plain
図. RISC-V Rocket-Chip のスループット・レイテンシ
IPC Latency
I_add 1 1
I_addw 1 1
I_and 1 1
I_divuw 5 5
I_divw 5 5
I_mulw 6 4
I_or 1 1
I_remuw 5 5
I_remw 5 5
I_sll 1 1
I_sllw 1 1
I_slt 1 1
I_sltu 1 1
I_sra 1 1
I_sraw 1 1
I_srl 1 1
I_srlw 1 1
I_sub 1 1
I_subw 1 1
I_xor 1 1
C_div 5 5
C_divu 5 5
C_mul 8 4
C_mulh 10 10
C_mulhsu 10 10
C_mulhu 10 10
C_rem 5 5
C_remu 5 5
F_fadd_s 4 1
F_fdiv_s 28 26
F_feq_s 0 1
F_fle_s 0 1
F_flt_s 0 1
F_fmadd_s 4 1
F_fmax_s 4 1
F_fmin_s 4 1
F_fmsub_s 4 1
F_fmul_s 4 1
F_fnmadd_s 4 1
F_fnmsub_s 4 1
F_fsgnj_s 4 1
F_fsgnjn_s 4 1
F_fsgnjx_s 4 1
F_fsqrt_s 27 26
F_fsub_s 4 1
D_fadd_d 5 1
D_fcvt_d_s 4 1
D_fcvt_s_d 4 1
D_fdiv_d 57 56
D_feq_d 0 1
D_fle_d 0 1
D_flt_d 0 1
D_fmadd_d 5 1
D_fmax_d 4 1
D_fmin_d 4 1
D_fmsub_d 5 1
D_fmul_d 5 1
D_fnmadd_d 5 1
D_fnmsub_d 5 1
D_fsgnj_d 4 1
D_fsgnjn_d 4 1
D_fsgnjx_d 4 1
D_fsqrt_d 57 56
D_fsub_d 5 1