Add -O5 option to QuestaSim. Rerun benchmarks.

README.md

@@ -40,10 +40,12 @@
 
 ## Результаты для 1024 процессоров
 
-- Xeon E5-2630v3 @ 2.40GHz
+- 2 x Xeon E5-2630v3 @ 2.40GHz (no HT), 64GB RAM
-- Verilator 5.011 devel rev v5.010-98-g15f8ebc56
+- NixOS 24.11 Linux Kernel 6.6.67
+
+- GCC 13.3.0
+- Verilator 5.028 2024-08-21 rev v5.028
 - Icarus Verilog 13.0 (devel) (s20221226-127-gdeeac2edf)
-- ModelSim SE-64 2020.4 (Revision: 2020.10)
 - QuestaSim 64 2021.1 (Revision: 2021.1)
 - Vivado 2021.1
 - [OSS CVC](https://github.com/cambridgehackers/open-src-cvc) (rev. 782c69a)
@@ -52,20 +54,20 @@
 ```
 | Симулятор             | Build    | Run      |
 +-----------------------+----------+----------+
-| CVC                   | 00:02:22 | 00:51:47 |
+| CVC                   | 00:00:05 | 00:57:15 |
-| Icarus Verilog        | 00:00:27 | 19:04:37 |
+| Icarus Verilog        | 00:00:23 | 16:15:02 |
-| ModelSim              | 00:00:00 | 01:33:14 |
+| QuestaSim (+acc)      | 00:00:00 | 01:06:54 |
-| QuestaSim             | 00:00:00 | 01:29:38 |
+| QuestaSim (-O5)       | 00:00:00 | 00:06:50 |
-| VCS                   | TBD      |          |
+| VCS                   | 00:00:25 | 00:04:12 |
-| Verilator (1 thread)  | 00:12:03 | 00:02:57 |
+| Verilator (1 thread)  | 00:09:23 | 00:02:45 |
-| Verilator (8 threads) | 00:18:45 | 00:01:33 |
+| Verilator (8 threads) | 00:09:02 | 00:00:50 |
-| XSIM                  | 00:00:29 | 02:08:54 |
+| XSIM                  | 00:00:29 | 02:06:16 |
 | Xcelium               | TBD      |          |
 ```
 
-Удалось протестировать Xcelium и VCS на другом оборудованиии и привести время
+Удалось протестировать Xcelium на другом оборудованиии и привести время выполнения
-выполнения бенчмарка к остальным симам. Время сборки на этих симуляторах примерно
+бенчмарка к остальным симам. Время сборки на этих симуляторах примерно соответствует
-соответствует времени сборки на XSIM (Xcelium ближе к Modelsim).
+времени сборки на XSIM.
 
 В таблице ниже показано относительное время выполнения теста, приведенное к времени
 выполнения на многопоточном Вериляторе. Вериляторы 5.028 и 4.120 показали практически
@@ -78,13 +80,13 @@
 ```
 | Симулятор             | Run  |
 +-----------------------+------+
-| CVC                   |   33 |
+| CVC                   |   69 |
-| Icarus Verilog        |  738 |
+| Icarus Verilog        | 1170 |
-| ModelSim              |   60 |
+| QuestaSim (+acc)      |   80 |
-| QuestaSim             |   58 |
+| QuestaSim (-O5)       |  8.2 |
-| VCS                   |  3.8 |
+| VCS                   |  5.0 |
-| Verilator (1 thread)  |  1.9 |
+| Verilator (1 thread)  |  3.3 |
 | Verilator (8 threads) |    1 |
-| XSIM                  |   83 |
+| XSIM                  |  152 |
-| Xcelium               |    4 |
+| Xcelium               |   ~4 |
 ```

test-cvc/__build.sh

@@ -20,6 +20,6 @@ sed -i -e "s/CPU_COUNT = 1024/CPU_COUNT = $CPU_COUNT/" top-mod.sv
 sources=$(cat $FFILE | grep -v "testbench.sv\|picorv32_tcm.sv")
 
 sv2v --top=top -w simbench-all.v top-mod.sv testbench.sv picorv32_tcm.sv $sources
-sed -i '1i `timescale 1ps/1ps' simbench-all.v
+patch simbench-all.v simbench-all.patch
 
 cvc64 -o top -O -pipe +large +nospecify simbench-all.v

test-cvc/simbench-all.patch

@@ -0,0 +1,20 @@
+--- simbench-all.v	2025-01-08 22:09:06.737402979 +0300
++++ simbench-all.v1	2025-01-08 22:08:27.142909974 +0300
+@@ -1,3 +1,4 @@
++`timescale 1ps/1ps
+ module top;
+ 	parameter CPU_COUNT = 1024;
+ 	reg clock = 1'b0;
+@@ -13,10 +14,9 @@
+ 	wire [CPU_COUNT - 1:0] done_all;
+ 	reg signed [31:0] cycle = 0;
+ 	always @(posedge clock) cycle <= cycle + 1;
+-	genvar _gv_ncpu_1;
++	genvar ncpu;
+ 	generate
+-		for (_gv_ncpu_1 = 0; _gv_ncpu_1 < CPU_COUNT; _gv_ncpu_1 = _gv_ncpu_1 + 1) begin : cpus
+-			localparam ncpu = _gv_ncpu_1;
++		for (ncpu = 0; ncpu < CPU_COUNT; ncpu = ncpu + 1) begin : cpus
+ 			wire done;
+ 			reg done_ack = 1'b0;
+ 			wire reset;

test-cvc/testbench.patch

@@ -1,13 +1,13 @@
 diff --git a/source/testbench.sv b/source/testbench.sv
-index 1872eed..6f27f84 100644
+index 2949591..084d7a3 100644
 --- a/source/testbench.sv
 +++ b/source/testbench.sv
-@@ -32,7 +32,7 @@ module testbench #(parameter CPU_COUNT = 1024)
+@@ -34,7 +34,7 @@ module testbench #(parameter CPU_COUNT = 1024)
+             data_len = DATA_LEN;
  
-         initial begin
+         int reset_duration;
-             reset = 1'b1;
+-        initial reset_duration = $urandom % CPU_COUNT + 2;
--            repeat($urandom % 5 + 2) @(posedge clock);
++        initial reset_duration = $unsigned($random) % CPU_COUNT + 2;
-+            repeat($unsigned($random) % 5 + 2) @(posedge clock);
+         assign reset = cycle <= reset_duration;
-             reset = 1'b0;
-             @(posedge clock);
  
+         always @(posedge clock) begin

test-modelsim-O5/.dir-locals.el

@@ -0,0 +1 @@
+((verilog-mode . ((flycheck-verilator-include-path . ("../source")))))

test-modelsim-O5/.gitignore

@@ -0,0 +1,2 @@
+testbench
+transcript

test-modelsim-O5/__build.sh

@@ -0,0 +1,7 @@
+#!/usr/bin/env bash
+set -e
+
+. ../scripts/sim_vars.sh
+
+rm -rf testbench
+vlog -sv -work testbench -vopt $param -f $FFILE top.sv

test-modelsim-O5/__run.sh

@@ -0,0 +1,5 @@
+#!/usr/bin/env bash
+
+. ../scripts/sim_vars.sh
+
+vsim -batch -voptargs=-O5 -do "run -all" -quiet +dlen=$BLOCK_SIZE -GCPU_COUNT=$CPU_COUNT -lib testbench top

test-modelsim-O5/top.sv

@@ -0,0 +1,7 @@
+`timescale 1ps/1ps
+
+module top #(parameter CPU_COUNT = 1024);
+    logic clock = 1'b0;
+    initial forever #(10ns/2) clock = ~clock;
+    testbench #(CPU_COUNT) testbench (clock);
+endmodule

test-modelsim/__run.sh

@@ -2,4 +2,4 @@
 
 . ../scripts/sim_vars.sh
 
-vsim -batch -voptargs=+acc=npr -do "run -all" -quiet +dlen=$BLOCK_SIZE -GCPU_COUNT=$CPU_COUNT -lib testbench top
+vsim -batch -voptargs="+acc" -do "run -all" -quiet +dlen=$BLOCK_SIZE -GCPU_COUNT=$CPU_COUNT -lib testbench top