公司背景与产品定位 - Condor Computing是晶心科技子公司 专注于开发可授权RISC-V内核 商业模式与Arm和SiFive类似[2] - 公司于2023年成立 但晶心科技在成立前已具备RISC-V设计经验并开发过多个RISC-V内核[2] - 核心产品Cuzco定位高性能RISC-V领域 与SiFive P870和Veyron V1同级 性能超越阿里巴巴T-HEAD C910和SiFive P550等已量产核心[2] 核心架构设计 - Cuzco采用8位宽乱序设计 配备256个ROB条目 在台积电5nm工艺下目标时钟频率为2GHz（慢速-慢速）至2.5GHz（典型-典型）[6] - 流水线包含12个阶段 错误预测惩罚为10周期 采用高度可配置设计 支持可变执行片数量 L2 TLB大小 簇外总线宽度及L2/L3容量调整[6][7] - 核心可组成最多8核心的簇 通过CHI总线连接系统 支持客户自定义片上网络实现多簇扩展[7] 前端与分支预测 - 采用TAGE-SC-L分支预测器 结合标记几何 统计校正器和循环预测器技术 基础组件使用16K双峰计数器条目表[11][12] - 配备8K入口两级分支目标缓冲区(BTB) 32入口返回堆栈及间接分支预测器[14] - 指令缓存为64KB八路组相联 配合64条目全相联TLB 每周期最多处理8条指令[14] 重命名与调度创新 - 首创"基于时间"的静态调度方案 通过时间资源矩阵(TRM)预测未来256周期资源利用率 搜索窗口为8周期[18][23] - 与传统动态调度相比 该方案节省功耗并降低复杂度 无需修改ISA或编译器即可获得最佳性能[4][18] - 在基准测试中 Specint2k6/GHz性能与默认配置相比变化范围在-1%至+4.2%之间[27] 执行单元配置 - 执行资源分组为多个切片 每个切片包含一对流水线 支持所有RISC-V指令[33] - 每个切片配备4个寄存器读取端口和2个写入端口 每周期最多执行2个微操作[33] - 支持256/512位VLEN矢量处理 每切片含1个FMA单元 FP32峰值吞吐达每周期8次FMA操作 FP加法延迟2周期 乘法及乘加延迟4周期[34] 内存子系统 - 加载/存储单元含64项加载队列 64项存储队列和64项数据缓存未命中队列[36] - L1D缓存为64KB八路组相联 延迟4周期 带宽64B/周期 L2缓存最大8MB 延迟18周期 L3缓存最大256MB 延迟38周期[38] - 采用物理索引物理寻址(PIPT)机制 配备64条目全相联数据TLB L2 TLB支持1K/2K/4K条目可配置[38] 集群与缓存系统 - 每集群8核心共享L3缓存 通过交叉开关连接 切片数量与核心数量匹配 每切片提供64B/周期带宽[43] - 系统请求通过64B/周期CHI接口发出 集群外拓扑由实施者自定义[43] - 缓存未命中采用重放机制 L3命中会导致消费指令执行三次（分别对应L1D命中预测 L2命中预测和实际L3命中）[50] 技术突破与行业意义 - 首次在RISC-V领域实现基于时间的静态调度方案 突破传统乱序执行设计范式[52] - 保持完全软件兼容性 无需依赖编译后微码缓存 避免代码局部性差时的性能衰减[52] - 通过指令重放机制有效处理可变延迟指令 重放率为每1000条指令70.07次[27][29]

云计算市场背景 - 2010年左右云计算在AMD Opteron和英特尔Xeon处理器推动下兴起[1] - 高通凭借移动SoC市场优势进军服务器芯片领域[1] - 服务器芯片多核心特性削弱了AMD和英特尔在单线程性能的优势[1] - 高通利用10nm FinFET工艺与英特尔14nm节点竞争[1] Falkor CPU架构设计 - 采用4宽aarch64核心设计，支持64位Arm指令集[4] - 每个核心功耗低于2.5瓦，全核负载下功耗远低于120瓦[7] - 配备24KB L0和64KB L1指令缓存，总容量88KB[9][11] - 采用独特的L0/L1缓存设置，在指令缓存容量上领先同期产品[13] - 分支预测采用多历史表机制，类似TAGE预测器[16] - 配备16条目返回堆栈和两级间接目标数组处理分支[19][20] 性能参数对比 - Centriq 2400系列48核芯片TDP为120瓦[7] - 与英特尔Xeon对比：48核Centriq 2460 vs 28核Xeon Platinum 8180(205W)[8] - 浮点运算延迟：32位FP FMA 5周期延迟，128位向量FP FMA 5周期延迟[30] - L2缓存延迟15周期，比Kryo的20+周期有显著改进[53] - L3缓存延迟40.9纳秒(106周期)，带宽超500GB/s[65] 内存子系统 - 支持6通道DDR4内存，理论带宽128GB/s[69] - 内存延迟121.4纳秒，高负载下可能超500纳秒[69] - 采用直写式L1D缓存，通过WCC结构实现回写式缓存优势[34][37] - 加载到使用延迟3周期，支持索引寻址无性能损失[32] 系统架构 - 采用双核集群(双工)作为基本构建模块[46] - 使用双向分段环形总线连接核心和IO，带宽64B/周期[56] - 配备12个5MB L3缓存切片，总容量60MB[61] - 支持32个PCIe Gen3通道，集成传统南桥功能[72] 性能表现 - SPEC CPU2017测试中整数性能领先Cortex A72 21.6%，浮点领先53.4%[74] - 在内存密集型工作负载如505.mcf和502.gcc表现最佳[76] - IPC在缓存友好型工作负载如538.imagick表现出色[78] - 7-Zip多线程测试中显著领先Cortex A72[82] - 矢量工作负载处理能力较弱，但整体仍优于A72[84] 市场定位与挑战 - 针对主流云应用场景优化，放弃多插槽配置[72] - 2017年时48核设计在单路服务器领域具有核心数量优势[89] - 面临x86-64强劲竞争和Arm软件生态不成熟挑战[90] - 内存子系统性能优于同期Arm产品但不及英特尔Skylake[90]