روش‌های ارزیابی عملکرد معماری کامپیوتر ۲۰۲۲
Computer Architecture Performance Evaluation Methods 2022

ارزیابی عملکرد، شالوده و اساس تحقیق و توسعه در معماری کامپیوتر است. ریزپردازنده‌های امروزی آنقدر پیچیده هستند که معماران نمی‌توانند صرفاً بر اساس شهود و مدل‌های ساده، سیستم‌ها را طراحی کنند. روش‌های ارزیابی عملکرد کافی، برای هدایت تحقیق و توسعه در مسیر درست، کاملاً حیاتی هستند. با این حال، ارزیابی دقیق عملکرد کار ساده‌ای نیست، زیرا جنبه‌های متعددی برای ارزیابی عملکرد وجود دارد، مانند انتخاب بار کاری، انتخاب یک رویکرد مدل‌سازی یا شبیه‌سازی مناسب، اجرای مدل و تفسیر نتایج با استفاده از معیارهای معنادار. هر یک از این جنبه‌ها به یک اندازه مهم هستند و یک روش ارزیابی عملکرد که فاقد دقت در هر یک از این جنبه‌های حیاتی باشد، ممکن است منجر به داده‌های عملکرد نادرست شود و تحقیق و توسعه را در مسیر اشتباه هدایت کند. هدف این کتاب ارائه یک نمای کلی از آخرین دستاوردهای ارزیابی عملکرد معماری کامپیوتر است، با تأکید ویژه بر روش‌هایی برای بررسی معماری‌های پردازنده. این کتاب بر مفاهیم و ایده‌های اساسی برای به دست آوردن داده‌های عملکرد دقیق تمرکز دارد. این کتاب موضوعات مختلفی را در ارزیابی عملکرد پوشش می‌دهد، از معیارهای عملکرد گرفته تا انتخاب بار کاری، تا رویکردهای مختلف مدل‌سازی از جمله مدل‌سازی مکانیکی و تجربی. و از آنجایی که شبیه‌سازی تا حد زیادی رایج‌ترین روش مدل‌سازی است، بیش از نیمی از مطالب کتاب به شبیه‌سازی اختصاص داده شده است. این کتاب یک مرور کلی از تکنیک‌های شبیه‌سازی در جعبه ابزار طراح کامپیوتر، و سپس تکنیک‌های مختلف تسریع شبیه‌سازی از جمله شبیه‌سازی نمونه‌برداری شده، شبیه‌سازی آماری، شبیه‌سازی موازی و شبیه‌سازی شتاب‌دهی شده توسط سخت‌افزار ارائه می‌دهد. فهرست مطالب: مقدمه / معیارهای عملکرد / طراحی بار کاری / مدل‌سازی عملکرد تحلیلی / شبیه‌سازی / شبیه‌سازی نمونه‌برداری شده / شبیه‌سازی آماری / شبیه‌سازی موازی و شتاب‌دهی سخت‌افزاری / نکات پایانی

Performance evaluation is at the foundation of computer architecture research and development. Contemporary microprocessors are so complex that architects cannot design systems based on intuition and simple models only. Adequate performance evaluation methods are absolutely crucial to steer the research and development process in the right direction. However, rigorous performance evaluation is non-trivial as there are multiple aspects to performance evaluation, such as picking workloads, selecting an appropriate modeling or simulation approach, running the model and interpreting the results using meaningful metrics. Each of these aspects is equally important and a performance evaluation method that lacks rigor in any of these crucial aspects may lead to inaccurate performance data and may drive research and development in a wrong direction. The goal of this book is to present an overview of the current state-of-the-art in computer architecture performance evaluation, with a special emphasis on methods for exploring processor architectures. The book focuses on fundamental concepts and ideas for obtaining accurate performance data. The book covers various topics in performance evaluation, ranging from performance metrics, to workload selection, to various modeling approaches including mechanistic and empirical modeling. And because simulation is by far the most prevalent modeling technique, more than half the book’s content is devoted to simulation. The book provides an overview of the simulation techniques in the computer designer’s toolbox, followed by various simulation acceleration techniques including sampled simulation, statistical simulation, parallel simulation and hardware-accelerated simulation. Table of Contents: Introduction / Performance Metrics / Workload Design / Analytical Performance Modeling / Simulation / Sampled Simulation / Statistical Simulation / Parallel Simulation and Hardware Acceleration / Concluding Remarks