Proto-Perf：快速精确的通用处理器原型系统性能评估方法

来源：计算机工程与科学杂志2021年第4期北京时间：

作者：郭辉, 黄立波, 郑重, 隋兵才, 王永文

单位：（国防科技大学计算机学院,湖南 长沙 410073）

摘要：性能验证及评估是通用处理器设计实现过程中最重要且必须实施的关键步骤之一。高效的通用处理器原型系统性能评估方法不仅可以帮助处理器设计人员在处理器设计阶段尽早地定位性能设计缺陷，而且还可以在设计流片前验证处理器能否达到性能设计预期。然而，对处理器原型系统进行完整的性能测试需要运行较长的时间，这样巨大的时间开销导致设计人员无法及时进行性能设计分析，进而导致处理器原型系统的性能评估成为整个项目的瓶颈。提出了一种快速精确的通用处理器原型系统性能评估方法Proto-Perf。Proto-Perf性能评估方法使用动态程序分析方法和基本块聚合技术抽取测试程序的特征程序片段进行测试，显著地缩短了性能测试时间。实验结果表明，相比于完整运行SPEC CPU2006 REF数据规模测试程序获得的性能数据，使用Proto-Perf测试得到的性能数据的绝对误差平均达到1.53%，其中最高达到7.86%。并且，对于实验中的每个程序，使用Proto-Perf方法进行测试的时间都明显缩短。

关键词：性能评估,验证,FPGA原型系统,通用处理器,

基金资助：国家核高基重大专项（2017ZX01028-103-002）；国家重点研发计划（2018YFB0204301）