曹建立， 赖宏慧， 芮璋现

(1.洛阳师范学院数学科学学院，河南洛阳 471934；2. 赣南医学院信息工程学院，江西赣州 341000；3. 铜陵瑞嘉特种材料有限公司，安徽铜陵 244000)

GPGPU-Sim的原理与调试

曹建立1， 赖宏慧2， 芮璋现3

(1.洛阳师范学院数学科学学院，河南洛阳 471934；2. 赣南医学院信息工程学院，江西赣州 341000；3. 铜陵瑞嘉特种材料有限公司，安徽铜陵 244000)

本文对GPGPU-Sim模拟器的原理、 实现细节和运行过程进行了分析， 并介绍了使用GDB对其运行过程进行动态追踪的方法.

GPU通用计算； 模拟器； 动态链接库； 调试

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GPGPU体系结构模拟器有着低成本、 高灵活性和高度可配置性的优点， 因此在体系结构研究中得到了广泛的应用. 体系结构研究者的新设计、 新算法可以在模拟器中通过修改配置文件、 源代码得到快速实现， 并可通过运行不同类型的benchmark来收集运行结果， 从而可完成对其性能、 功耗评测， 进而可对目标处理器的结构进行改进和优化. 国际上有大量的学术论文、 专利等研究成果都基于开源模拟器平台， 如GEM5和SimpleScalar. 各大处理器生产公司的研发部门也有自己的模拟器平台， 如IBM的BGLsim模拟器， AMD和HP共同开发的COTSon模拟器.

近年来， 随着GPU(Graphics Processing Unit， 图形处理器)浮点运算能力的迅速提升,GPU通用计算(General-Purpose computation on GPU)在模拟核聚变、 气象预测、 基因工程、 遥感数据处理、 电子商务、 数据挖掘、 大数据等非图形应用领域得到了广泛应用， 使得GPU的优化成为体系结构领域的一个研究热点.

GPGPU-Sim[1]是University of British Columbia的Tor Aamodt等人开发的GPU体系结构模拟器， 用于模拟NVIDIA的Fermi和GT200架构的GPU. 其官方网站网址为……