一种分析模型与周期精确模型结合的GPU性能建模方法技术

本发明专利技术公开了一种分析模型与周期精确模型结合的GPU性能建模方法，收集GPU应用程序运行时trace；提取GPU架构信息，构建基于周期精确模型建模的访存模块模型；解析GPU应用程序运行时trace，并生成指令序列；将每个线程块的指令映射到目标GPU架构上，构建指令的执行时间序列，直至所有线程块中指令完成建模，获取GPU应用程序执行周期数cycle

【技术实现步骤摘要】
一种分析模型与周期精确模型结合的GPU性能建模方法


[0001]本专利技术属于GPU性能建模
，具体涉及一种分析模型与周期精确模型结合的GPU性能建模方法。

技术介绍

[0002]GPU架构的快速创新对GPU的建模提出了新的挑战。为了研究并开发新的处理器架构，并且快速对新的设计进行性能与功耗的评估，体系结构的研究者需要对CPU或者GPU建立精确的性能模型，并开发相应的模拟器，加速设计周期。当前，GPU架构设计广泛采用虚拟指令集(vISA)和机器指令集(mISA)，这样使得硬件开发商在改变机器指令集mISA上具有极大的灵活性，同时不改变vISA从而保持应用的兼容性。然而NVIDIA公司的mISA通常并不公开，而AMD公司的mISA由于通常改动较大而使其较难实现到开源模拟器中。因此，如何对不断创新的GPU架构实现精确的性能建模成为当前GPU设计面临的重要挑战。
[0003]当前的GPU性能建模主要分为以下几种形式：
[0004](1)周期精确模型。当前对GPU进行周期精确建模的开源仿真框架包括MacSim、Multi2sim、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分析模型与周期精确模型结合的GPU性能建模方法，其特征在于，包括：步骤1、收集GPU应用程序运行时trace；步骤2、提取GPU架构信息，构建基于周期精确模型建模的访存模块模型；步骤3、解析GPU应用程序运行时trace，并生成指令序列；步骤4、将每个线程块的指令映射到目标GPU架构上，采用分析模型建模的方式构建指令的执行时间序列，直至所有线程块中指令完成建模，获取GPU应用程序执行周期数cycle
max
；步骤5、获取GPU应用程序执行指令总数N
instruction
，结合cycle
max
计算GPU性能指标IPC。2.根据权利要求1所述的一种分析模型与周期精确模型结合的GPU性能建模方法，其特征在于，所述步骤1通过trace收集工具，收集记录GPU应用程序指令状态的日志文件，包含的信息有指令运行的线程块编号、warp编号、指令的操作码、指令源寄存器数目及编号、指令的目标寄存器数目及编号、访存种类以及访存地址。3.根据权利要求1所述的一种分析模型与周期精确模型结合的GPU性能建模方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤：步骤2.1、提取GPU架构信息，包括GPU流多处理器数目，GPU缓存配置，GPU内存配置，GPU时钟频率，GPU warp调度策略，GPU指令延迟信息；步骤2.2、构建基于周期精确模型建模的访存模块模型，得到GPU访存模块周期精确模拟器：依据GPU架构信息，构建包含L1缓存，L2缓存，片上网络和GPU内存的周期精确模拟器；模拟器参数包括：L1缓存和L2缓存数目，缓存映射方式，缓存替换策略，未命中寄存...

【专利技术属性】
技术研发人员：王良，徐向荣，肖利民，刘浩，郭为，
申请(专利权)人：北京天数微芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：