题目：NUMA体系结构模拟器远端访存模拟的研究与实现

本论文的研究内容为NUMA模拟器中远端访存事件模拟功能的设计与实现，是“高端容错服务器模拟器”课题成果之一。此课题旨在实现一款高性能NUMA全系统模拟器用于对目标系统性能进行快速模拟，并且能在模拟速度和精度上达到较好的平衡。高端容错服务器对国家经济安全运行、社会安全和国家战略安全有重要意义，在其研制早期引入软件性能模拟技术可以有利于系统设计调优，缩短设计周期并且降低成本。本文论文通过对NUMA系统中远端访存过程的详细分析，将远端访存模拟分为访存事件捕获、缓存一致性模拟和互连网络性能模拟三个主要部分进行设计并使用C++语言和面向对象方法实现。实验表明采用本文研究成果的NUMA模拟器有较低的减速比，能刻画目标系统中缓存一致性行为，能表现出不同互连网络参数对系统性能的影响。本论文侧重对远端访存事件的快速性能模拟方法研究，研究重点为系统性能模拟加速和高效的模拟实现方式，研究领域包括计算机体系结构模拟，离散事件仿真，共享存储并行机体系结构，并行机互连网络，Linux操作系统的内存管理等技术。本文创造性的工作体现在以下方面。捕获阶段，对比普遍使用的动态二进制插桩内存踪迹获取方式，提出了一种更适合本课题的基于缺页事件的访存事件捕获方式。在Cache一致性模拟中实现了对一种全映射模式、分布式存储、采用Illinois四态写失效协议的目录式缓存一致性系统协议模拟，并通过使用多线程和同步队列技术使此部分模拟与系统其它部分耦合度较低。设计实现了一种可配置性较强的并行机互连网络的性能模拟方法，目标网络支持2D Torus、超立方体与胖树拓扑和虫洞包路由交换技术，并能通过配置文件对InfiniBand连接方案的拓扑进行详细的定制。