香山开源高性能RISC-V处理器设计与实现

作者：王凯帆; 徐易难; 余子濠; 唐丹; 陈国凯; 陈熙; 勾凌睿; 胡轩; 金越; 李乾若; 李昕; 蔺嘉炜; 刘彤; 刘志刚; 王华强; 王诲喆; 张传奇; 张发旺; **隽; 张紫飞; 张梓悦; 赵阳洋; 周耀阳; 邹江瑞; 蔡晔; 郇丹丹; 李祖松; 赵继业; 何伟; 孙凝晖; 包云岗

来源：计算机研究与发展, 2023, 60(03): 476-493.

DOI：10.7544/issn1000-1239.202221036

• RISC-V
• 高性能处理器
• 开源
• 芯片设计
• 敏捷开发

近年来以RISC-V为代表的开源指令集引领了开源处理器的设计潮流.然而，目前国内外的开源处理器性能尚未满足学术界和工业界的需求.为填补空白，香山处理器项目启动.香山是一款开源高性能RISC-V处理器，采用6发射超标量乱序执行设计，目前在著名开源项目托管平台GitHub上获得超过3 200个星标（Star），形成超过400个分支（Fork），成为国际上最热门的开源硬件项目之一，得到国内外企业和研究者的积极支持.香山处理器在近两年时间中历经两代版本演进，第一代“雁栖湖”微架构已经成功流片，回片性能符合预期；第二代“南湖”微架构已进入最后的优化迭代阶段，即将投片，据已知消息，其仿真评估性能在当前开源处理器中排名第一.主要讨论香山前两代微架构的实现细节与设计演进，并系统介绍开发香山过程中的各类挑战与经验.

• 单位
  中国科学院大学; 鹏城实验室; 中国科学院计算技术研究所