Скорость МЭСМ-6 на симуляторе Modelsim

[vak]

Замеряю скорость работы процессора МЭСМ-6 на симуляторе Altera Modelsim. Запускаю стандартный тест АУ на два полных цикла.

Без трассировки:

   Elapsed time: 83 seconds
   System clock: 12000000 ticks
      Simulated: 1295875 instructions, 4558549 micro-instructions
Simulation rate: 144.3 kHz, 15578 instructions/sec, 54799 micro-instructions/sec

С трассировкой машинных команд и регистров:

   Elapsed time: 174 seconds
   System clock: 12000000 ticks
      Simulated: 1295875 instructions, 4558549 micro-instructions
Simulation rate: 69.0 kHz, 7447 instructions/sec, 26195 micro-instructions/sec

С трассировкой микрокоманд:

   Elapsed time: 256 seconds
   System clock: 12000000 ticks
      Simulated: 1295875 instructions, 4558549 micro-instructions
Simulation rate: 46.7 kHz, 5045 instructions/sec, 17748 micro-instructions/sec

Comments

[spamsink]

А вот так работает VCS (без трассировки):

Elapsed time: 11 seconds
System clock: 12000000 ticks
Simulated: 1295875 instructions, 4558549 micro-instructions
Simulation rate: 1090.9 kHz, 117807 instructions/sec, 414414 micro-instructions/sec

Как говорится, почувствуйте разницу.

[vak]

В семь с половиной раз быстрее!
Понятно почему вся индустрия предпочитает Synopsys VCS.

Я когда-то сравнивал на примере микро-БЭСМ. Там разница была меньше, всего в четыре раза.

[x86128]

Интересно было бы сравнить с verilator. Там говорят оптимизации завезли. Теперь он разбивает схему на большие блоки (с учетом минимальных связей между блоками) и каждый такой блок моделирует на отдельном ядре процессора, причем учитывает соседство ядер (если используется что то наподобие NUMA).

[spamsink]

А System Verilog там завезли?

[vak]

В принципе, наш код должно быть нетрудно переписать на чистый Verilog для верилятора.

[x86128]

Про 100%-ю поддержку не знаю, но какое-то подмножество вроде может. Ни разу не пользовался не могу сказать.

Наверное, переписывать есть смысл только если будет необходимость эмулировать VGA framebuffer, барабаны, ленты и другие устройства для которых нет смысла делать verilog модели.

[spamsink]

Мои результаты - на Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2690 v2 @ 3.00GHz
Возможно, если и то, и другое запускать на одной и той же машине, те же 4 раза и будут.

[vak]

Ты говорил, на реальной машине тест АУ проходил цикл за полторы секунды. Здесь два цикла с небольшим за 11 секунд. То есть VCS работает со скоростью примерно 30% от настоящей БЭСМ-6.

[x86128]

Вот этот бы найти и запустить https://www.youtube.com/watch?v=KYVuByDb2wU

Там примерно по звуку 4 гудения секунды - полторы, затем треск и период где-то семь секунд.

[vak]

Звук там красивый, аутентичный.
Непонятно что за софт, вряд ли тест АУ.

[spamsink]

Это комплексный тест; может, Миша помнит, что именно в него входит.

[x86128]

Перенесу сюда.
Там в комментариях задавали вопрос:


Michael Yaroslavtsev
Спасибо! Уникальные кадры. Это который тест?

climenty
Штатный тест проверки работы основных устройств.

Michael Yaroslavtsev
Не, это-то понятно, что это КТ по 8-й пультовой. Видно, что клавиша "8" зажата в постоянных программах. Вопрос какой из его подтестов. Судя по однообразности БАКа - не тест АУ.


[vak]

Интересно прикинуть, насколько дизайн мэсм получился проще, чет микро-бэсм. Я их запускал на одном и том же ноутбуке. Микро-бэсм гоняла комплексный тест в Modelsim в темпе 756 команд в секунду. Мэсм на тесте АУ - 6814 команд в секунду. То есть мэсм в 9 раз шустрее. Это с ограниченной трассировкой, без микрокоманд.

Да, я поправил тест АУ, чтобы он делал два цикла и завершался со статусом "Test PASS".

[spamsink]

Он не столько проще, сколько более высокоуровневый. У нас сложение и умножение написаны в один такт с помощью арифметических операций. Понятно, что софтверно симулировать это гораздо быстрее, чем кучу битиков гонять.

[vak]

Да там в целом логики наворочено много. Даже по объёму исходников. И да, мы пользуемся интеллектом синтезатора Verilog, не выписываем все детали.