#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

一代名医张孝骞 “病人以性命相托,我们怎能不诚惶诚恐,如临深渊,如履薄冰”以及他高尚的医德更是为后人所敬仰。他和他的名言反映出作为一名医学工作者必须具有的品德、科学和严谨,而能体现这句话的精髓,也许是经过磨练的老医生最懂。然而,今天行医“如临深渊如履薄冰”却是因为外部环境使医患关系发生了变化,使更多的医生感觉到……

医生像什么?
有人把医生当做司机,医生看病就像开汽车,疾病就好像一部从山顶滑下来的车。
医生为人看病,就像跳上了这辆车,帮人当司机,目的是首先要想办法把这辆车停下来,然后还要调转车头,开回山顶。若是遇上一位患了疑难杂症的病人,就相当于上了一部刹车失灵的车子,医生主动登上“死亡快车”,虽然精神可嘉,但却陷于同归于尽的处境;或成为赛车手,命悬一线。事实上,医生也是人,不可能与疾病肉搏,他只能成为车上的教练,时刻拉手刹!因为他还得为更多的人提供服务。

医生像什么?
也有人说医生像修理工,医生看病就像修机器,疾病就好比机器出了问题。医生给人看病,就像一个工程师在修理机器。但遗憾的是,人这“机器”的零件没得换,所以难啊!
从某个角度上看,“修理”人如同修理机器,即使历经千辛万苦,找到可以替换的机器零件,但是高昂的修理费用却不可避免。在4S店,由于人工费用高,一般以换零件甚至更换整个系统为主,而且越是高级的车,修车费用和保险费越高。
可是医生呢?医生的时薪一定没有修理工高,计件工资也没有修理工高。一次西门子产品的上门服务是200元,而按照现行的医疗服务价格,医生的服务远远达不到这个水平。何况,西门子的零配件没有修的只有换的,而我们的医生给病人看病多数是不换“零件”,是精工细作的。一般而言,越是难以解决的病,越是需要更多的知识和经验,所以费用本来应该是高的。但是,现实是一位拥有40年医龄的专家与一位4年医龄的医生,他们所产生的费用几乎没有差异。那么,医生是否连修理工也不如?我想大家是不认可的!

医生又像什么?
有人喻诊疗同下棋,医生就像棋士。医生看病就如同与患者一起和病魔下棋,也许患者操纵着病魔之手,或病魔操纵着患者之手。各种疑难杂症就好像一个个难解的棋局,医生倾尽其所能不断地思考,力求利用先手的优势,扭转下手的困境,将败局逆转。
但是,精湛的棋艺不是朝夕所能成就,成功的棋士不仅需要长年累月地对各种各样的棋局进行分析思考,还需从各种变幻的棋局中有所得,需有着惊人的判断能力,进而才能在对弈中独当一面,排除干扰,临危不惧,当机立断,力争百战百胜。然而,医生与棋手相当,每一盘棋、每一个“对手”都是新的挑战,暗藏杀机。
正如世事难料,人生如棋,落子无悔,世事若梦,缘起无常,不免有“棋差一着满盘皆输”的时候。如果没有扎实的基本功,没有敏锐的思维,没有遇事不惊的大将风范,不能经受得起失败的唾骂以及鲜花的簇拥,不能坚信信念、永不言败,那么怎可说是一名合格的医生呢?当然,在医学上,患者不是敌人,而患者也不应把医生当作仇人。医与患下的是“棋”,共同面对的是疾病。既然是“下棋”,就得笃信博弈的规则,就要做到落子无悔。无论你是进攻还是退守,眼光放长远些,多想几步,要清楚我们为什么下棋。

医生还像什么?
更有人说医生活得像杂技演员,医生看病就像演杂技,不能失败的同时要表演得“惊心动魄”,赢得掌声与笑声。征服疾病的过程就像走钢丝,钢丝的一边系着患者的生命,另一边也连着医生的心境。
杂技演员的心境随着观众的表情不断地变化着,他们揣摸着观众的心态,引导观众入局。但是,其中艰险常人难以想象。台上一分钟,台下十年功,失之毫厘,谬以千里,稍有闪失,“身败名裂”。医生也是如此!在医生为患者诊断或者进行手术时,不仅仅是挽救患者的生命,其中也有作为一个医生的尊严和荣辱。每一次手术都有风险,这是不可避免的。如果患者只肯接受成功的结果,不能接受意外的话,那么将没有人愿意当医生,所以,请给予理解,给医生一个喘息的空间!

医生也像什么?
当今,人们更多地认为医生像商人,不管是打包收费,还是分解收费,每一个动作都是一个钱的符号;不管是享受服务,还是薄利多销,都是为了服务收费。人们把医生看一场病当做一单生意。在医院里,患者花钱看病,医院收钱治病,已经变成是天经地义的事情了。
然而,医疗服务与一般的商品有很大的不同,如果将其中复杂的医学原理、伦理关系简单化,过度地认为医疗服务是一种单纯的商业服务,医患之间的关系是简单的消费关系,那么,人们将困在一个永远解不开的结里面。世界上很多东西都可以交易,唯独生命不可以。金钱可以买来所有的商品,但却不能从死神手里买来生命和健康,不能保证一次的医疗服务就能解决你的问题。
所以,医患之间永远不会只是简简单单的消费关系。支付宝的销售理念可以在一般的商品交易中建立诚信,可唯独在医疗服务上不行。即便是认为医疗就是服务的经济人也不会认同这种“病治好了就确认付款”、“医院服务令我满意了我就确认付款”的“服务销售”关系。进一步说,如果真的采用了此种“服务销售”关系,那么结果就是医生的行为必须通过保险来保证,保费除了责任险之外,还有一个“服务感受险”。可以想象,这时看病费用就不是4块钱、7块钱、100块钱了,而且看病的模式会发生彻底的改变。
说到底,医疗服务就是一个诚信的问题,你找你相信的医生;但作为医生千万不要诱导患者做什么或不做什么,要公正地评价病情,诚挚地提出治疗方案,不懂就明确表明自己的知识与经验有限,不要“千方百计”谋求患者的信任。比如,做完所有必要和不必要的检查才来找医生,如果医生认为不可治好的或者看到有“暗藏杀机”的,就告诉来者:“请移玉步,另请高就。”因此,医患的信任是需要医患双方的共同努力。只有在诚信的环境下,才能顺利进行医疗活动。所以,我们将医疗活动喻为商业活动,欠佳也!

那么医生最像什么?或者最期望像什么呢?
在中国悠久的历史文化中,喻为父母的职业好像有两个:医生和当官的。其寓意大家都非常明白:当官要为民做主——一种公正的化身;医生是再生父母——一种对生命的渴求,父母给的第一次生命,只有医生可以给你第二次生命。“医者,父母心”具有双重的意思。对于患者,每一场疾病都是死神的召唤。他们每历经一场疾病,就如同到鬼门关走一遭。归来时,就如同新生,重新拥有生命的机会。而在这重生的背后,却是每一位医生倾尽其所能所做出的努力!
他们虽没有给予患者最初的生命,但却做出了最好的生命延续,在患者命悬一线,走近鬼门关时,力挽狂澜,将他们挽留在世。这不就如同患者们的再造父母吗?对于医者,“父母心”意味着对每一位患者都拥有父母般的慈爱。医生虽不是患者生命的缔造者,却是他们生命的挽留者。每一次挽留,都是一次生命的重生。因此,“医者父母心”既是一种对医生的尊重,也是一种对医生的祈求。“医者父母心”的文化源远流长,这是儒家对“仁爱”的要求,是对医生和患者两者的关系有着良好的愿望。
可惜的是,随着环境的变迁,在一个“人人为我”的社会里再次提倡这种“父母心”似乎显得尤为苍白,也略带伤感!在市场经济社会里提倡社会主义核心价值观,谈何容易呀!因此,我们付出的会很多很多,但得到的会很少很少!最近参加一次慈善捐书活动,有句话引起了我的深思:“孝敬父母如敬天,为人须当孝父母。”细想一下,我们的社会真可以做到这程度吗?说到底,尊为父母,医生还不可真为之;敬,尊重足也!所以,只要是尊重生命的,就会尊重医生。医生的错,有自己的错,也有社会的错。
说到这里,医生还像什么呢?也许不同的价值观有不同的期望。在这些概念里,医生已经不仅仅是简单的“医生”,总是被看作万能的救世主。但,他们真不是万能的钥匙,他们只是比普通人懂得疾病的发生、发展与归转,他们也敬畏生命,懂得生命的珍贵。我们还是回到现实中吧!医生护士并非天使,患者民众并非上帝,医生与患者只有喻为同一战壕的战友较为实际。只有不分贵贱,不分彼此,围着共同的敌人——疾病,共同歼灭之,这才是硬道理。

这几幕我不知道截屏过多少次了,但是还是常看常泪目
虽然最开始我是因为rookie才会关注ig的,从s5他们第一次进s赛到s8夺冠再到现在摆烂,看着大家聚在一起又陆陆续续离开,最后还是只剩下了rookie重新做回他的老院长……草,这么一说真的过分悲情了好吧
等rookie一退役我就该和ig彻底断绝父子关系了(不是(还是有点点关心puff的其实……
但是我真的会无比很遗憾没有去现场看过一场ig的比赛,不论输赢


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