GPGPU-Sim的原理與調試

曹建立， 賴宏慧， 芮璋現

(1.洛陽師范學院數學科學學院，河南洛陽 471934；2. 贛南醫學院信息工程學院，江西贛州 341000；3. 銅陵瑞嘉特種材料有限公司，安徽銅陵 244000)

GPGPU-Sim的原理與調試

曹建立1， 賴宏慧2， 芮璋現3

(1.洛陽師范學院數學科學學院，河南洛陽 471934；2. 贛南醫學院信息工程學院，江西贛州 341000；3. 銅陵瑞嘉特種材料有限公司，安徽銅陵 244000)

本文對GPGPU-Sim模擬器的原理、 實現細節和運行過程進行了分析， 并介紹了使用GDB對其運行過程進行動態追蹤的方法.

GPU通用計算； 模擬器； 動態鏈接庫； 調試

0 引言

GPGPU體系結構模擬器有著低成本、 高靈活性和高度可配置性的優點， 因此在體系結構研究中得到了廣泛的應用. 體系結構研究者的新設計、 新算法可以在模擬器中通過修改配置文件、 源代碼得到快速實現， 并可通過運行不同類型的benchmark來收集運行結果， 從而可完成對其性能、 功耗評測， 進而可對目標處理器的結構進行改進和優化. 國際上有大量的學術論文、 專利等研究成果都基于開源模擬器平臺， 如GEM5和SimpleScalar. 各大處理器生產公司的研發部門也有自己的模擬器平臺， 如IBM的BGLsim模擬器， AMD和HP共同開發的COTSon模擬器.

近年來， 隨著GPU(Graphics Processing Unit， 圖形處理器)浮點運算能力的迅速提升,GPU通用計算(General-Purpose computation on GPU)在模擬核聚變、 氣象預測、 基因工程、 遙感數據處理、 電子商務、 數據挖掘、 大數據等非圖形應用領域得到了廣泛應用， 使得GPU的優化成為體系結構領域的一個研究熱點.

GPGPU-Sim[1]是University of British Columbia的Tor Aamodt等人開發的GPU體系結構模擬器， 用于模擬NVIDIA的Fermi和GT200架構的GPU. 其官方網站網址為……