Cache calibration for accurate simulation of multi-core systems

Abstract

The computer systems market has been increasing significantly since the beginning of the cloud computing era. This demand leads to an increase on computer architectures complexity and efficiency. The simulation step is one of the most important during the development of new architectures, it eliminates the need of the real hardware during the initial developing phases. In this work, we propose an ARM Neoverse N1 gem5 simulator model. We calibrate the cache memories of the model using microbenchmarks on the model and comparing with the real hardware architecture. The results of the work show that our calibration method reaches cache delay access time accuracy close to the real hardware.

O mercado de sistemas de computação tem aumentado significativamente desde o início da era da computação na nuvem. Esta demanda leva a um aumento na complexidade e eficiência das arquiteturas de computadores. A etapa de simulação é uma das mais importantes durante o desenvolvimento destas: ela elimina a necessidade do hardware real durante as fases iniciais do fluxo de desenvolvimento. Neste trabalho, propomos um modelo de simulação da arquitetura ARM Neoverse N1 utilizando o simulador gem5. Calibramos as memórias caches do modelo usando microbenchmarks, comparando com o hardware real que implementa esta arquitetura . Os resultados do trabalho mostram que nosso método de calibração atinge tempos de acesso às caches próximo ao hardware real.