Небольшие заметки про модель памяти на примере RISC-V
Идея статьи родилась после прочтения многочисленных источников в интернете по барьерам и моделям памяти.Так же, был просмотрены соответствующие видео с разъяснением. Много где в целом всё достаточно хорошо разжевано. Статья не претендует на исчерпывающий материал. Скорее, это обзорное описание на тему модели памяти в связке с RISC-V. Не рассчитана на entry level, рекомендуется сперва почитать что нибудь вводное.
Навряд ли кому то необходимо детальное знание внутренней архитектуры процессора на уровне RTL (register-transfer level), как и глубокого понимания принципов модели памяти, согласованности. Да и обычно вся эта информация берется из соответствующей литературе от производителя, других книгах по оптимизации. Предполагаю, что авторы в том или ином виде могу знать более глубокие вещи, чем представлены в открытых источниках. Возможно, они работали в компании производителя (Intel, например), общение, конференции, сообщества.
Но может ли быть источник лучший, чем исходники CPU? Навряд ли. Вы не найдете в открытом доступе исходники процессоров Intel, AMD и любых других. ARM за это денежки получает, продавая права на архитектуру и готовые спроектированные блоки. А вот для RISC-V такой источник есть - исходники полноценного суперскалярного out-of-order процессора от Berkley.
Не так давно был разработан язык Chisel на замену Verilog и аналогов. Он на базе Scala. А, так как это Scala, мы можем использовать IDE и внятную навигацию по исходникам. Но в исходники просто так не пойдешь, сперва надо приобрести необходимые фундаментальные знания, чтобы понимать в целом что такое разработка на уровне RTL. Неплохо бы разобраться с Verilog и с базовыми понятиями - всякие там защелки, регистры, мультиплексоры и тп. Это я и решил сделать и начал с книги “Паттерсон, Хеннесси: Архитектура компьютера и проектирование компьютерных систем”. Она безумно крутая и очень понятная. Затем прочитал несколько книг по FPGA и Verilog и даже купил учебную FPGA плату, но руки до неё так и не дошли. Это позволило сформировать для себя какую то необходимую картину того, как функционирует CPU, как происходит проектирование микроконтроллеров.
Читать далее