RVV benchmark MegaBobcat

Bobcat is Tenstorrents open source fork of BOOM, which adds vector extension support. It supports a large subset of the ratified 1.0 version of the V vector extension including half precision floating points, and has a VLEN of 256 bits. The unimplemented instructions are: vdiv, vdivu, vfsqrt, vfsqrt7, vfrec7, vfdiv, vfrdiv, vremu, vrem.
All measurements were done on rtl simulation of the master branch on 2024-07-18.

See the following presentations for more detail (Note: ocelot was the bobcat predecessor):

Based on this commit, see wiki page for build instructions.

Core configuration log (expand me)
======BOOM Tile 0 Params======

====Overall Frontend Params====

==L1-ICache==
Fetch bytes   : 16
Block bytes   : 64
Row bytes     : 16
Word bits     : 128
Sets          : 64
Ways          : 8
Refill cycles : 4
RAMs          : (64 x 256) using 2 banks
Dual-banked
I-TLB ways    : 32

==Branch Predictor Memory Sizes==

bank0 tage_l2: 128 x 44 = 704
bank0 tage_l4: 128 x 44 = 704
bank0 tage_l8: 256 x 48 = 1536
bank0 tage_l16: 256 x 48 = 1536
bank0 tage_l32: 128 x 52 = 832
bank0 tage_l64: 128 x 52 = 832
bank0 btb_meta_way0: 128 x 120 = 1920
bank0 btb_data_way0: 128 x 56 = 896
bank0 btb_meta_way1: 128 x 120 = 1920
bank0 btb_data_way1: 128 x 56 = 896
bank0 ebtb: 128 x 40 = 640
bank0 bim: 2048 x 8 = 2048
bank1 tage_l2: 128 x 44 = 704
bank1 tage_l4: 128 x 44 = 704
bank1 tage_l8: 256 x 48 = 1536
bank1 tage_l16: 256 x 48 = 1536
bank1 tage_l32: 128 x 52 = 832
bank1 tage_l64: 128 x 52 = 832
bank1 btb_meta_way0: 128 x 120 = 1920
bank1 btb_data_way0: 128 x 56 = 896
bank1 btb_meta_way1: 128 x 120 = 1920
bank1 btb_data_way1: 128 x 56 = 896
bank1 ebtb: 128 x 40 = 640
bank1 bim: 2048 x 8 = 2048
Total bpd size: 28 KB

====Overall Core Params====

===ExecutionUnits===

==4-wide Machine==
==9 Issue==

==ExeUnit==
 - Mem
==ExeUnit==
 - Mem
==ExeUnit==
 - ALU
 - IFPU
==ExeUnit==
 - ALU
==ExeUnit==
 - ALU
 - Mul
==ExeUnit==
 - ALU
 - Div
==ExeUnit==
 - VecExe

===FP Pipeline===

==Floating Point Regfile==
Num RF Read Ports     : 7
Num RF Write Ports    : 5
RF Cost (R+W)*(R+2W)  : 204
Bypassable Units      : List(false, false, false, false, false)
Num Wakeup Ports      : 5
Num Bypass Ports      : 0

==ROB==
Machine Width      : 4
Rob Entries        : 128
Rob Rows           : 32
Rob Row size       : 5
log2Ceil(coreWidth): 2
FPU FFlag Ports    : 6

===Other Core Params===
Fetch Width           : 8
Decode Width          : 4
Issue Width           : 9
ROB Size              : 128
Issue Window Size     : List(24, 40, 32, 32) (Age-based Priority)
Load/Store Unit Size  : 32/32
Num Int Phys Registers: 128
Num FP  Phys Registers: 128
Max Branch Count      : 20
==Integer Regfile==
Num RF Read Ports     : 14
Num RF Write Ports    : 7
RF Cost (R+W)*(R+2W)  : 588
Bypassable Units      : List(true, true, true, true, true, true, false)

Num Slow Wakeup Ports : 7
Num Fast Wakeup Ports : 4
Num Bypass Ports      : 6

DCache Ways           : 8
DCache Sets           : 64
DCache nMSHRs         : 8
ICache Ways           : 8
ICache Sets           : 64
D-TLB Ways            : 32
I-TLB Ways            : 32
Paddr Bits            : 32
Vaddr Bits            : 39

Using FPU Unit?       : true
Using FDivSqrt?       : true
Using VM?             : true

Benchmarks

Instruction timings

The following are measured cycle averages when unrolling and looping over the given instruction, which should estimate the instruction throughput. The registers involved are randomized to usual values, that is floating point values are real numbers and not NaN/Inf, and instructions like vslide* stay within the vl range.

instructione8m1e8m2e8m4e8m8e16m1e16m2e16m4e16m8e32m1e32m2e32m4e32m8e64m1e64m2e64m4e64m8
add t0,t1,t20.30.30.30.30.30.30.30.30.30.30.30.30.30.30.30.3
mul t0,t1,t21.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0
vadd.vv v8,v16,v241.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vadd.vv v8,v16,v24,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vadd.vx v8,v16,t01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vadd.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vadd.vi v8,v16,131.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vadd.vi v8,v16,13,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vsub.vv v8,v16,v241.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vsub.vv v8,v16,v24,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vsub.vx v8,v16,t01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vsub.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vrsub.vx v8,v16,t01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vrsub.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vrsub.vi v8,v16,131.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vrsub.vi v8,v16,13,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vminu.vv v8,v16,v241.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vminu.vv v8,v16,v24,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vminu.vx v8,v16,t01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vminu.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmin.vv v8,v16,v241.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmin.vv v8,v16,v24,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmin.vx v8,v16,t01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmin.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmaxu.vv v8,v16,v241.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmaxu.vv v8,v16,v24,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmaxu.vx v8,v16,t01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmaxu.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmax.vv v8,v16,v241.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmax.vv v8,v16,v24,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmax.vx v8,v16,t01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmax.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vand.vv v8,v16,v241.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vand.vv v8,v16,v24,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vand.vx v8,v16,t01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vand.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vand.vi v8,v16,131.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vand.vi v8,v16,13,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vor.vv v8,v16,v241.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vor.vv v8,v16,v24,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vor.vx v8,v16,t01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vor.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vor.vi v8,v16,131.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vor.vi v8,v16,13,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vxor.vv v8,v16,v241.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vxor.vv v8,v16,v24,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vxor.vx v8,v16,t01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vxor.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vxor.vi v8,v16,131.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vxor.vi v8,v16,13,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vrgather.vv v8,v16,v2464.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vrgather.vv v8,v16,v24,v0.t64.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vrgather.vx v8,v16,t064.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vrgather.vx v8,v16,t0,v0.t64.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vrgather.vi v8,v16,364.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vrgather.vi v8,v16,3,v0.t64.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vslideup.vx v8,v16,t064.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vslideup.vx v8,v16,t0,v0.t64.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vslideup.vi v8,v16,364.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vslideup.vi v8,v16,3,v0.t64.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vrgatherei16.vv v8,v16,v2464.0128.0260.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vrgatherei16.vv v8,v16,v24,v0.t64.0128.0260.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vslidedown.vx v8,v16,t064.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vslidedown.vx v8,v16,t0,v0.t64.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vslidedown.vi v8,v16,364.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vslidedown.vi v8,v16,3,v0.t64.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vredsum.vs v8,v16,v2432.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.04.08.016.036.0
vredsum.vs v8,v16,v24,v0.t32.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.04.08.016.036.0
vredand.vs v8,v16,v2432.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.04.08.016.036.0
vredand.vs v8,v16,v24,v0.t32.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.04.08.016.036.0
vredor.vs v8,v16,v2432.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.04.08.016.036.0
vredor.vs v8,v16,v24,v0.t32.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.04.08.016.036.0
vredxor.vs v8,v16,v2432.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.04.08.016.036.0
vredxor.vs v8,v16,v24,v0.t32.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.04.08.016.036.0
vredminu.vs v8,v16,v2432.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.04.08.016.036.0
vredminu.vs v8,v16,v24,v0.t32.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.04.08.016.036.0
vredmin.vs v8,v16,v2432.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.04.08.016.036.0
vredmin.vs v8,v16,v24,v0.t32.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.04.08.016.036.0
vredmaxu.vs v8,v16,v2432.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.04.08.016.036.0
vredmaxu.vs v8,v16,v24,v0.t32.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.04.08.016.036.0
vredmax.vs v8,v16,v2432.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.04.08.016.036.0
vredmax.vs v8,v16,v24,v0.t32.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.04.08.016.036.0
vaaddu.vv v8,v16,v241.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.0
vaaddu.vv v8,v16,v24,v0.t1.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.0
vaaddu.vx v8,v16,t01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.0
vaaddu.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.0
vaadd.vv v8,v16,v241.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.0
vaadd.vv v8,v16,v24,v0.t1.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.0
vaadd.vx v8,v16,t01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.0
vaadd.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.0
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vasubu.vv v8,v16,v24,v0.t1.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.0
vasubu.vx v8,v16,t01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.0
vasubu.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.0
vasub.vv v8,v16,v241.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.0
vasub.vv v8,v16,v24,v0.t1.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.0
vasub.vx v8,v16,t01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.0
vasub.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.0
vslide1up.vx v8,v16,t064.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vslide1up.vx v8,v16,t0,v0.t64.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vslide1down.vx v8,v16,t064.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
vslide1down.vx v8,v16,t0,v0.t64.0128.0256.0516.032.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.0
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vmadc.vxm v8,v16,t0,v01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmadc.vim v8,v16,13,v01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vsbc.vvm v8,v16,v24,v01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vsbc.vxm v8,v16,t0,v01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmsbc.vvm v8,v16,v24,v01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
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vmseq.vi v8,v16,13,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
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vmsne.vi v8,v16,13,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
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vmsleu.vi v8,v16,13,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
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vmsle.vi v8,v16,13,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmsgtu.vx v8,v16,t01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmsgtu.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmsgtu.vi v8,v16,131.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmsgtu.vi v8,v16,13,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmsgt.vx v8,v16,t01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmsgt.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmsgt.vi v8,v16,131.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vmsgt.vi v8,v16,13,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vcompress.vm v8,v16,v2432.064.0128.0260.016.032.064.0132.08.016.032.068.04.08.016.036.0
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vmand.mm v8,v16,v241.02.05.010.01.02.05.010.01.02.05.010.01.02.05.010.0
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vmnor.mm v8,v16,v241.02.05.010.01.02.05.010.01.02.05.010.01.02.05.010.0
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vsaddu.vv v8,v16,v241.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
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vssubu.vv v8,v16,v24,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
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vssubu.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
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vssub.vv v8,v16,v24,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vssub.vx v8,v16,t01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vssub.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vsll.vv v8,v16,v241.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vsll.vv v8,v16,v24,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vsll.vx v8,v16,t01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vsll.vx v8,v16,t0,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vsll.vi v8,v16,131.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vsll.vi v8,v16,13,v0.t1.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.01.02.04.010.0
vsmul.vv v8,v16,v241.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.01.02.04.011.0
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