CPADSE：一種微處理器設(shè)計(jì)空間探索加速方法.pdf

1、為縮短微處理器設(shè)計(jì)周期，設(shè)計(jì)者必須在設(shè)計(jì)前期快速找到一種滿足設(shè)計(jì)要求的最佳參數(shù)配置。微處理器設(shè)計(jì)空間探索就是通過(guò)在大量不同的參數(shù)配置下運(yùn)行多種工作負(fù)載，從而實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的過(guò)程。然而，設(shè)計(jì)復(fù)雜度的增大和設(shè)計(jì)參數(shù)的增加，導(dǎo)致設(shè)計(jì)空間探索的效率低下。
　　為了提高設(shè)計(jì)空間探索的效率，本文提出了CPADSE——一種基于關(guān)鍵路徑分析和參數(shù)敏感度分析的設(shè)計(jì)空間探索方法，該方法由關(guān)鍵路徑分析、參數(shù)敏感度分析和設(shè)計(jì)空間搜索算法三個(gè)部分組成。本文主

2、要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1、針對(duì)傳統(tǒng)處理器設(shè)計(jì)空間搜索算法無(wú)法有效指導(dǎo)搜索尋優(yōu)的缺陷，提出關(guān)鍵路徑分析和參數(shù)敏感度分析指導(dǎo)模擬退火算法（CPA-SADSE）和禁忌搜索算法（CPA-TBDSE）的設(shè)計(jì)空間探索方法。利用關(guān)鍵路徑分析獲得當(dāng)前參數(shù)配置下制約性能提升的關(guān)鍵因素，通過(guò)參數(shù)敏感度分析針對(duì)此關(guān)鍵因素進(jìn)行參數(shù)配置調(diào)整和優(yōu)化。此方法能夠指導(dǎo)模擬退火或禁忌搜索算法進(jìn)行設(shè)計(jì)點(diǎn)選取，減少額外的模擬迭代。
　　2、針對(duì)設(shè)計(jì)空間探索時(shí)

3、的規(guī)模和精度問(wèn)題，提出基于指令執(zhí)行蹤跡的關(guān)鍵路徑逆向求解算法?；谛阅苣M器提取程序執(zhí)行蹤跡，生成加權(quán)有向無(wú)環(huán)圖，通過(guò)關(guān)鍵路徑逆向求解算法定位程序執(zhí)行時(shí)間和影響性能的事件。與已有算法相比，該算法采用由后向前的逆向順序求解相關(guān)圖中最晚到達(dá)的邊，能夠處理更多的指令信息，提高分析的規(guī)模和精度；且無(wú)需將整個(gè)相關(guān)圖載入內(nèi)存，節(jié)約存儲(chǔ)，若相關(guān)圖的大小為M1，每次載入內(nèi)存的部分相關(guān)圖大小為M2，則該算法能夠節(jié)約M=M1/M2倍的存儲(chǔ)空間。
　　

4、3、針對(duì)設(shè)計(jì)空間膨脹的問(wèn)題，提出利用參數(shù)敏感度分析縮小設(shè)計(jì)空間，減小搜索難度。通過(guò)PB設(shè)計(jì)識(shí)別對(duì)性能具有顯著效應(yīng)的的微體系結(jié)構(gòu)參數(shù)，以此縮小設(shè)計(jì)空間，通過(guò)單因素敏感度分析獲得對(duì)性能影響不顯著的參數(shù)的最佳值，并將此項(xiàng)技術(shù)用于CPA-SADSE和CPA-TBDSE方法。
　　實(shí)驗(yàn)表明， CPADSE方法能夠提高搜索效率，加快設(shè)計(jì)空間探索的速度。CPA-SADSE獲得了基于傳統(tǒng)模擬退火算法的設(shè)計(jì)空間探索（SADSE）的1.7倍加速比，C