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WangZongwu
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计算机体系结构全系统模拟器gem5的多线程与加速技术深度研究报告

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FRUGAL_ Efficient and Economic Embedding Model Training with Commodity GPUs
  • 26/04/03
  • 10:33
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  1. 1. 1. 引言与计算机体系结构模拟的性能壁垒
  2. 2. 2. gem5核心架构解构与固有性能瓶颈剖析
    1. 2.1. 2.1 离散事件驱动模型与全局序列化的结构性限制
    2. 2.2. 2.2 内存子系统与Ruby一致性协议的计算开销
  3. 3. 3. 基于并行离散事件模拟（PDES）的多线程架构重构技术
    1. 3.1. 3.1 par-gem5：基于宽松因果关系的Atomic模式并行化框架
    2. 3.2. 3.2 parti-gem5：向Timing模式与乱序执行流水线的深度跨越
    3. 3.3. 3.3 gem5底层并行化策略的核心维度对比分析
  4. 4. 4. 扩展至数据中心级集群：分布式协同模拟（Distributed Simulation）架构
    1. 4.1. 4.1 dist-gem5的包级封装转发与全局网络同步原理
    2. 4.2. 4.2 COSSIM：信息物理系统（CPS）的异构全景协同仿真
  5. 5. 5. 跨越纯软件计算边界：硬件辅助虚拟化与FPGA级解耦加速
    1. 5.1. 5.1 基于KVM的硬件虚拟化快进执行（Fast-Forwarding）
    2. 5.2. 5.2 FireSim：基于云端FPGA的解耦时序超大规模模拟
  6. 6. 6. 突破多线程执行非确定性的智能采样技术（Sampling Methodologies）
    1. 6.1. 6.1 多线程全系统采样面临的非确定性本质挑战
    2. 6.2. 6.2 LoopPoint技术的无缝同步感知与深度聚类突围
  7. 7. 7. 范式转换：基于深度学习（ML）的注意力性能预测加速
    1. 7.1. 7.1 从基本块预测到全景评估的跃迁
    2. 7.2. 7.2 CAPSim：注意力机制赋能的CPU指令流端到端模拟器
  8. 8. 8. 面向特定技术领域的深度异构与网络加速优化策略
    1. 8.1. 8.1 pNet-gem5：内核旁路与数据平面网络协议栈加速
    2. 8.2. 8.2 gem5-SALAM框架：高保真异构加速器与存储层级共设计
    3. 8.3. 8.3 互连网络跃迁：Garnet升级与Chiplet专精架构（CNSim）加速
  9. 9. 9. 内存一致性挑战与gem5开源生态的未来演进蓝图
    1. 9.1. 9.1 并发环境下的内存模型校验挑战
    2. 9.2. 9.2 社区技术演进路线图（2024-2026）
  10. 10. 10. 总结与深度展望
  11. 11. 参考文献
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