● 摘要
随着微电子工艺的发展和新型存储材料的出现，传统上以缓存、DRAM主存和磁盘组成的计算机存储系统正在面临着较大的变革。随着多核处理器的逐步普及，平均每个CPU核心所占有的存储器带宽在逐渐降低，多级存储系统成为系统性能的主要瓶颈之一。在主存储器中，DRAM在容量、带宽、功耗等方面遇到了瓶颈，而一些新的非易失性存储材料正在应用于存储系统。这使得传统的基于DRAM的主存系统，及缓存-主存-磁盘的三层存储体系结构正在发生改变。这些关于存储系统的新的研究对于灵活方便的存储系统模拟有着迫切的需求，因此，设计和开发针对访存系统优化研究的体系结构模拟器具有重要意义。
本论文主要围绕面向访存优化的体系结构模拟器设计、实现而展开。论文工作主要包括以下三个方面：第一、研究并实现了体系结构模拟器对DRAM及多种非易失性存储材料的模拟及扩展方法，使存储器参数和存储器特性能够快速部署；第二、研究并实现了由DRAM及非易失性存储材料构成的多种存储结构的模拟和扩展方法，并提出了对数据通路变化带来的存储一致性问题的解决方案；第三、设计与实现了一个面向访存优化研究的计算机体系结构模拟器，以及以此为基础开展体系结构探索研究。
实验验证表明，该模拟器能够正确的对包括Cache、DRAM、非易失性存储器、硬盘在内的整个存储系统进行模拟，而且可以灵活配置，快速扩展，可以模拟多种存储体系架构。