摘要：SimpleScalar工具集被廣泛應(yīng)用于處理器建模與仿真，M-SIM2.0對(duì)其最復(fù)雜的out-of-order模擬器加入同時(shí)多線程支持，并作出相應(yīng)改進(jìn)。該文詳細(xì)分析了基于SimpleScalar的M-SIM2.0模擬器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、流水線和函數(shù)級(jí)算法。對(duì)該模擬器在同時(shí)多線程結(jié)構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)研究中的應(yīng)用，進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：M-SIM2.0；同時(shí)多線程；SimpleScalar；處理器建模

中圖分類號(hào)：TP337 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）01-0212-07

處理器設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常耗費(fèi)資金和時(shí)間的復(fù)雜工程，特別是在集成度越來越高的今天，面對(duì)上億規(guī)模的晶體管，那種設(shè)計(jì)硬件原型—實(shí)現(xiàn)—進(jìn)行評(píng)估—改進(jìn)—再實(shí)現(xiàn)的模式已不能滿足科學(xué)實(shí)驗(yàn)與測(cè)試需要；另一方面，數(shù)學(xué)形式的性能模型在Cache、亂序執(zhí)行等技術(shù)被廣泛采用的情況下并不能精確地反映實(shí)際情況[1]。于是，處理器設(shè)計(jì)人員通過模擬器進(jìn)行性能的預(yù)先評(píng)估和正確性驗(yàn)證，因此處理器體系結(jié)構(gòu)模擬器對(duì)CPU設(shè)計(jì)非常重要。體系結(jié)構(gòu)模擬器均采用軟件模擬指令運(yùn)行的工作方式，雖然其靈活性高，但是效率低。大型測(cè)試程序往往需要運(yùn)行幾十個(gè)小時(shí)甚至幾天的時(shí)間。因此選擇一款性能與開銷相對(duì)合理的模擬器是非常重要的。該文首先介紹廣泛使用的SimpleScalar模擬器工具集框架，然后詳細(xì)分析了基于Simplescalalr，并支持同時(shí)多線程結(jié)構(gòu)（Simultaneous multithreading， SMT）的M-SIM2.0模擬器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和函數(shù)級(jí)算法，通過實(shí)例對(duì)該模擬器的應(yīng)用范圍作了介紹。