面向Android应用的Gem5模拟器误差分析与修正

发布时间：2017-12-23 02:10

本文关键词：面向Android应用的Gem5模拟器误差分析与修正　出处：《东南大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：从设计到量产一颗Soc芯片的研发成本是非常昂贵的,因此Soc架构师依赖模拟器来评估新的想法和设计。Gem5作为一款模块化的全系统模拟器,可以模拟各种指令集架构的微处理器。然而,由于Gem5模拟器自身性能和模拟精度等方面的限制,评估结果中往往会带有一定的误差,从而对设计结果造成影响,因此有必要分析Gem5模拟器的误差来源并对误差进行修正。本文对比了Gem5和Cortex A9处理器问的总性能和微架构性能参数,指出Gem5模拟误差的来源并对误差进行了修正。首先,本文解决了Gem5中微架构性能参数无法提取的问题,如分支预测失败率、L1Cache缺失数和Ll快表(Translation Lookaside Buffer, TLB)缺失数等：然后,在尽可能保证Gem5与Cortex A9处理器可配参数一致的情况下,通过在Gem5和Odroid U3开发板上运行计算密集型benchmark并对所提取的性能参数进行对比分析,本文找出了对Gem5的模拟误差影响较大的微架构模块,如分支预测器、Cache替换策略和Cache预取机制等；最后,本文重新为Gem5编写了对误差影响较大的微架构模块,并对修改后的结果进行验证。本文通过将选取的Linux计算密集型benchmark和Asimbench分别在Gem5和Odroid U3开发板上进行测试,并通过Perf工具获取所对比的性能参数,结果表明：在尽可能保持两者结构参数一致的情况下,平均执行一条指令所需Cycle数(Clock cycle Per Instruction, CPI)的平均绝对误差对于Linux benchmark而言从适配前的20.37%降低到适配后的6.25%;对于Asimbench而言则从适配前的29.1%降低到适配后的14.9%：微架构性能参数的平均绝对误差对于Linux benchmark和Asimbench而言都限定在20%以内。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP332

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