RVV benchmark Sipeed Lichee Pi 4A (TH1520, C910)

The Sipeed Lichee Pi 4A has a quad core TH1520 with XuanTie C910 cores. It has a frequency 1.848GHz and implements rv64gc and the 0.7.1 version of the vector extension supporting SEW=8/16/32/64, single, half and double precision floating point instructions, with a VLEN of 128 bits.
Note: The core (C910 + XTheadVector) was originally marketed as C920, but XuanTie retroactively changed their marketing to refer to the XTheadVector cores as C910. The official C920 will be a modified C910 with RVV 1.0 that is yet to release.

Based on this commit.

Thanks Bruce Hoult for contributing this.

Benchmarks

Performance observations

Note that all of these only apply to this processor and aren't set in stone.

Instruction timings

The following are 20/80 percentile cycle averages when unrolling and looping over the given instruction, it doesn't include vsetvl and load/store instructions. 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.

This doesn't necessarily measure either latency or throughput, it just uses the methodology described above with the instructions in the table below.

Note: The way it's currently measured has a dependency on the destination, the newer benchmark code gets rid of that, but hasn't been run on this processor yet.

instructione8m1e8m2e8m4e8m8e16m1e16m2e16m4e16m8e32m1e32m2e32m4e32m8e64m1e64m2e64m4e64m8
add t0,t1,t20.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.5
mul t0,t1,t21.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0
vadd.vv v8,v16,v240.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vadd.vv v8,v16,v24,v0.t3.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.0
vadd.vx v8,v16,t02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.0
vadd.vx v8,v16,t0,v0.t3.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.0
vadd.vi v8,v16,130.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vadd.vi v8,v16,13,v0.t3.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.0
vsub.vv v8,v16,v240.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vsub.vv v8,v16,v24,v0.t3.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.0
vsub.vx v8,v16,t02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.0
vsub.vx v8,v16,t0,v0.t3.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.0
vrsub.vx v8,v16,t02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.0
vrsub.vx v8,v16,t0,v0.t3.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.0
vrsub.vi v8,v16,130.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vrsub.vi v8,v16,13,v0.t3.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.0
vminu.vv v8,v16,v240.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vminu.vv v8,v16,v24,v0.t3.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.0
vminu.vx v8,v16,t02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.0
vminu.vx v8,v16,t0,v0.t3.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.0
vmin.vv v8,v16,v240.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vmin.vv v8,v16,v24,v0.t3.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.0
vmin.vx v8,v16,t02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.0
vmin.vx v8,v16,t0,v0.t3.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.0
vmaxu.vv v8,v16,v240.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vmaxu.vv v8,v16,v24,v0.t3.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.0
vmaxu.vx v8,v16,t02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.0
vmaxu.vx v8,v16,t0,v0.t3.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.0
vmax.vv v8,v16,v240.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vmax.vv v8,v16,v24,v0.t3.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.0
vmax.vx v8,v16,t02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.0
vmax.vx v8,v16,t0,v0.t3.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.0
vand.vv v8,v16,v240.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vand.vv v8,v16,v24,v0.t3.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.0
vand.vx v8,v16,t02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.0
vand.vx v8,v16,t0,v0.t3.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.0
vand.vi v8,v16,130.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vand.vi v8,v16,13,v0.t3.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.0
vor.vv v8,v16,v240.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vor.vv v8,v16,v24,v0.t3.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.0
vor.vx v8,v16,t02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.0
vor.vx v8,v16,t0,v0.t3.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.0
vor.vi v8,v16,130.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vor.vi v8,v16,13,v0.t3.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.0
vxor.vv v8,v16,v240.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vxor.vv v8,v16,v24,v0.t3.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.0
vxor.vx v8,v16,t02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.0
vxor.vx v8,v16,t0,v0.t3.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.0
vxor.vi v8,v16,130.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vxor.vi v8,v16,13,v0.t3.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.03.03.03.04.0
vrgather.vv v8,v16,v240.52.48.032.00.52.48.032.00.52.48.032.00.52.48.032.0
vrgather.vv v8,v16,v24,v0.t3.02.48.032.03.02.48.032.03.02.48.032.03.02.48.032.0
vrgather.vx v8,v16,t02.43.47.013.02.43.47.013.02.43.47.013.02.43.47.013.0
vrgather.vx v8,v16,t0,v0.t2.43.47.013.02.43.47.013.02.43.47.013.02.43.47.013.0
vrgather.vi v8,v16,30.53.06.012.00.53.06.012.00.53.06.012.00.53.06.012.0
vrgather.vi v8,v16,3,v0.t3.03.06.012.03.03.06.012.03.03.06.012.03.03.06.012.0
vslideup.vx v8,v16,t02.43.46.523.02.43.46.523.02.43.46.523.02.43.46.523.0
vslideup.vx v8,v16,t0,v0.t2.43.46.523.12.43.46.523.12.43.46.523.12.43.46.523.1
vslideup.vi v8,v16,33.02.45.420.73.02.45.420.73.02.45.420.73.02.45.420.7
vslideup.vi v8,v16,3,v0.t3.02.45.420.73.02.45.420.73.02.45.420.73.02.45.420.7
vslidedown.vx v8,v16,t02.43.46.223.02.43.46.223.02.43.46.223.02.43.46.223.0
vslidedown.vx v8,v16,t0,v0.t2.43.46.223.02.43.46.223.02.43.46.223.02.43.46.223.0
vslidedown.vi v8,v16,33.02.45.420.03.02.45.420.03.02.45.420.03.02.45.420.0
vslidedown.vi v8,v16,3,v0.t3.02.45.420.03.02.45.420.03.02.45.420.03.02.45.420.0
vredsum.vs v8,v16,v241.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.11.02.04.08.0
vredsum.vs v8,v16,v24,v0.t1.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.0
vredand.vs v8,v16,v241.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.0
vredand.vs v8,v16,v24,v0.t1.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.0
vredor.vs v8,v16,v241.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.0
vredor.vs v8,v16,v24,v0.t1.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.0
vredxor.vs v8,v16,v241.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.0
vredxor.vs v8,v16,v24,v0.t1.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.0
vredminu.vs v8,v16,v241.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.0
vredminu.vs v8,v16,v24,v0.t1.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.0
vredmin.vs v8,v16,v241.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.0
vredmin.vs v8,v16,v24,v0.t1.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.0
vredmaxu.vs v8,v16,v241.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.0
vredmaxu.vs v8,v16,v24,v0.t1.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.0
vredmax.vs v8,v16,v241.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.0
vredmax.vs v8,v16,v24,v0.t1.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.01.02.04.08.0
vext.x.v t1,v8,t01.21.21.21.21.21.21.21.21.21.21.21.21.21.21.21.2
vslide1up.vx v8,v16,t02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.0
vslide1up.vx v8,v16,t0,v0.t2.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.0
vslide1down.vx v8,v16,t02.44.34.78.02.44.34.78.02.44.34.78.02.44.34.78.0
vslide1down.vx v8,v16,t0,v0.t2.44.34.78.02.44.34.78.02.44.34.78.02.44.34.78.0
vadc.vvm v8,v16,v24,v00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vadc.vxm v8,v16,t0,v02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.0
vadc.vim v8,v16,13,v00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vmadc.vvm v8,v16,v24,v00.56.012.024.00.56.012.024.00.56.012.024.00.56.012.024.0
vmadc.vxm v8,v16,t0,v03.16.012.024.03.16.012.024.03.16.012.024.03.16.012.024.0
vmadc.vim v8,v16,13,v00.56.012.024.00.56.012.024.00.56.012.024.00.56.012.024.0
vsbc.vvm v8,v16,v24,v00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vsbc.vxm v8,v16,t0,v02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.02.42.43.05.0
vmsbc.vvm v8,v16,v24,v00.56.012.024.00.56.012.024.00.56.012.024.00.56.012.024.0
vmsbc.vxm v8,v16,t0,v03.16.012.024.03.16.012.024.03.16.012.024.03.16.012.024.0
vmerge.vvm v8,v16,v24,v00.53.03.04.00.53.03.04.00.53.03.04.00.53.03.04.0
vmerge.vxm v8,v16,t0,v03.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.03.13.03.15.0
vmerge.vim v8,v16,13,v00.53.03.04.00.53.03.04.00.53.03.04.00.53.03.04.0
vmv.v.v v8,v160.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vmv.v.x v8,t00.52.43.05.00.52.43.05.00.52.43.05.00.52.43.05.0
vmv.v.i v8,130.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.00.51.02.04.0
vmseq.vv v8,v16,v240.52.04.08.00.52.04.08.00.52.04.08.00.52.04.08.0
vmseq.vv v8,v16,v24,v0.t3.02.04.08.03.02.04.08.03.02.04.08.03.02.04.08.0
vmseq.vx v8,v16,t02.42.44.08.02.42.44.08.02.42.44.08.02.42.44.08.0
vmseq.vx v8,v16,t0,v0.t2.42.44.08.02.42.44.08.02.42.44.08.02.42.44.08.0
vmseq.vi v8,v16,130.52.04.08.00.52.04.08.00.52.04.08.00.52.04.08.0
vmseq.vi v8,v16,13,v0.t3.02.04.08.03.02.04.08.03.02.04.08.03.02.04.08.0
vmsne.vv v8,v16,v240.52.04.08.00.52.04.08.00.52.04.08.00.52.04.08.0
vmsne.vv v8,v16,v24,v0.t3.02.04.08.03.02.04.08.03.02.04.08.03.02.04.08.0
vmsne.vx v8,v16,t02.42.44.08.02.42.44.08.02.42.44.08.02.42.44.08.0
vmsne.vx v8,v16,t0,v0.t2.42.44.08.02.42.44.08.02.42.44.08.02.42.44.08.0
vmsne.vi v8,v16,130.52.04.08.00.52.04.08.00.52.04.08.00.52.04.08.0
vmsne.vi v8,v16,13,v0.t3.02.04.08.03.02.04.08.03.02.04.08.03.02.04.08.0
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