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体系结构模拟器在处理器设计过程中的作用

张乾龙, 侯锐, 杨思博, 赵博彦, 张立新

张乾龙, 侯锐, 杨思博, 赵博彦, 张立新. 体系结构模拟器在处理器设计过程中的作用[J]. 计算机研究与发展, 2019, 56(12): 2702-2719. DOI: 10.7544/issn1000-1239.2019.20190044
引用本文: 张乾龙, 侯锐, 杨思博, 赵博彦, 张立新. 体系结构模拟器在处理器设计过程中的作用[J]. 计算机研究与发展, 2019, 56(12): 2702-2719. DOI: 10.7544/issn1000-1239.2019.20190044
Zhang Qianlong, Hou Rui, Yang Sibo, Zhao Boyan, Zhang Lixin. The Role of Architecture Simulators in the Process of CPU Design[J]. Journal of Computer Research and Development, 2019, 56(12): 2702-2719. DOI: 10.7544/issn1000-1239.2019.20190044
Citation: Zhang Qianlong, Hou Rui, Yang Sibo, Zhao Boyan, Zhang Lixin. The Role of Architecture Simulators in the Process of CPU Design[J]. Journal of Computer Research and Development, 2019, 56(12): 2702-2719. DOI: 10.7544/issn1000-1239.2019.20190044
张乾龙, 侯锐, 杨思博, 赵博彦, 张立新. 体系结构模拟器在处理器设计过程中的作用[J]. 计算机研究与发展, 2019, 56(12): 2702-2719. CSTR: 32373.14.issn1000-1239.2019.20190044
引用本文: 张乾龙, 侯锐, 杨思博, 赵博彦, 张立新. 体系结构模拟器在处理器设计过程中的作用[J]. 计算机研究与发展, 2019, 56(12): 2702-2719. CSTR: 32373.14.issn1000-1239.2019.20190044
Zhang Qianlong, Hou Rui, Yang Sibo, Zhao Boyan, Zhang Lixin. The Role of Architecture Simulators in the Process of CPU Design[J]. Journal of Computer Research and Development, 2019, 56(12): 2702-2719. CSTR: 32373.14.issn1000-1239.2019.20190044
Citation: Zhang Qianlong, Hou Rui, Yang Sibo, Zhao Boyan, Zhang Lixin. The Role of Architecture Simulators in the Process of CPU Design[J]. Journal of Computer Research and Development, 2019, 56(12): 2702-2719. CSTR: 32373.14.issn1000-1239.2019.20190044

体系结构模拟器在处理器设计过程中的作用

基金项目: 国家重点研发计划项目(2016YFB1000201);国家自然科学基金项目(61771325,61420106013,61702480);中国科学院青年创新促进会项目(2013073);中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDB-SSW-JSC010);国家自然科学基金优秀青年科学基金项目(61522212)
详细信息
  • 中图分类号: TP302

The Role of Architecture Simulators in the Process of CPU Design

  • 摘要: 随着摩尔定律趋于终结,处理器性能的提升越来越依赖于处理器微体系结构的优化改良,而处理器微体系结构的优化改良离不开体系结构模拟器的辅助,因此体系结构模拟器在现代和未来的高性能处理器设计中的作用越来越重要.具体地,体系结构模拟器可以辅助进行处理器微结构探索、芯片逻辑验证、硅后验证环境搭建、系统软件开发等工作.首先,介绍了开源模拟器与处理器设计的关系,并指出开源模拟器在辅助进行处理器设计方面的不足,同时对处理器厂商使用模拟器辅助进行处理器设计的方法和经验进行了分析总结.其次,对用于处理器微结构优化和改进的性能模拟器的校准方法进行了总结,然后对模拟器的纵向和横向优化方法进行了总结.最后,对新型异构模拟器进行了总结,并对未来模拟器的发展和基于模拟器进行处理器设计的方法进行了总结和展望.
    Abstract: As Moore’s law goes to an end, the improvement of CPU performance is increasingly dependent on the optimization and improvement of CPU microarchitecture which heavily relies on the assistance of architecture simulator. Therefore, CPU architecture simulator plays an increasingly important role in the design of high performance CPUs, for example, architecture simulator can be helpful in exploring the CPU microarchitecture, verifying the logic design before actual tape-out, building post-silicon test environment and starting to develop firmware, operating system and hypervisor before CPU is ready. In this paper, we summarize the experience of academia and industrial CPU vendors in developing and using architecture simulators, by which we clarify and summarize the important role of architecture simulators in the CPU design process and how to develop and optimize architecture simulators. First, we introduce the relationship between open source architecture simulators and CPU design, then we summarize and analyze the methodologies and experience of how to do well-known industrial CPU vendors develop and use architecture simulators in the process of CPU design. Second, we summarize the methodologies of how to calibrate and optimize architecture simulators, after that, some suggestions on the design and usage methodology of architecture simulators are put forward. Third, we summarize the scale-up and scale-out optimization methods of architecture simulators and introduce some new architecture simulators. At the end of the paper, we summarize the paper and put forward some problems in developing new architecture simulators.
  • 期刊类型引用(20)

    1. 沈传年. 区块链安全问题研究综述. 计算机工程与科学. 2024(01): 46-62 . 百度学术
    2. 张烁晨. 量子纠缠及其应用研究. 电子技术. 2024(03): 4-7 . 百度学术
    3. 徐小桐,石润华,柯唯阳,于辉. 无中心的量子匿名一票否决方案. 量子电子学报. 2024(06): 901-913 . 百度学术
    4. 许龙,沈晶晶. 中美量子计算领域专利对比分析及发展预测. 中国发明与专利. 2024(12): 54-62 . 百度学术
    5. 张舒琪,李延斌,王蓬勃,葛春鹏,徐秋亮. 抗侧信道攻击的后量子密码掩码转换方案. 网络空间安全科学学报. 2024(05): 44-56 . 百度学术
    6. 蓝兰鸿,潘明华,王一涵,周家毓. 基于B92量子密钥分发的图像加密系统设计. 信息技术与信息化. 2023(01): 17-20 . 百度学术
    7. 李延斌,朱嘉杰,唐明,张焕国. 面向格密码的能耗分析攻击技术. 计算机学报. 2023(02): 331-352 . 百度学术
    8. 董慧康,裴东芳. 考虑无线网络安全的量子密码更新算法仿真. 计算机仿真. 2023(02): 399-402+491 . 百度学术
    9. 万华,周虎,朱德新,孙羽. 一种基于量子密钥的区块链身份认证方法. 软件工程. 2023(04): 38-41 . 百度学术
    10. 杨占杰. 核电DCS系统信息安全防护的探讨. 核科学与工程. 2023(04): 854-860 . 百度学术
    11. 王鹏,武俊鹏,高迪. 基于FPGA的Streamlined NTRU Prime抗量子加密技术研究. 无线电工程. 2022(03): 393-398 . 百度学术
    12. 李非凡. 后量子密码技术研究热点可视化分析. 河南理工大学学报(自然科学版). 2022(05): 137-145 . 百度学术
    13. 牛佳宁,赵子岩,李国春,赵永利. 新型电力系统配网运行场景下的量子密码技术应用体系架构. 电力信息与通信技术. 2022(11): 65-73 . 百度学术
    14. 刘峰,杨杰,李志斌,齐佳音. 一种基于区块链的泛用型数据隐私保护的安全多方计算协议. 计算机研究与发展. 2021(02): 281-290 . 本站查看
    15. 李萌,尚云. 两硬币量子游走模型中的相干动力学. 计算机研究与发展. 2021(09): 1897-1905 . 本站查看
    16. 潘世杰,高飞,万林春,秦素娟,温巧燕. 量子谱回归算法. 计算机研究与发展. 2021(09): 1835-1842 . 本站查看
    17. 孙玉明. 外加谐振电压时电容器的电容和电感. 烟台大学学报(自然科学与工程版). 2021(04): 386-391 . 百度学术
    18. 张中亚,吴文玲,邹剑. 多轮EM结构的量子差分碰撞密钥恢复攻击. 计算机研究与发展. 2021(12): 2811-2818 . 本站查看
    19. 冷新丽,韩跃军,李辉. 大学文科生物理科学素养现状调查及分析——以江西南昌市为例. 科教导刊. 2021(32): 155-158 . 百度学术
    20. WANG Yahui,ZHANG Huanguo. Quantum Algorithm for Attacking RSA Based on Fourier Transform and Fixed-Point. Wuhan University Journal of Natural Sciences. 2021(06): 489-494 . 必应学术

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