计算机体系结构基础(第3版)
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第六部分 系统评价与性能分析

当前高性能微处理器包含数十亿个晶体管,主频达到近5GHz。处理器的结构也变得越来越复杂,通常采用深度流水、乱序执行、多发射、推测执行、片上集成大容量Cache等超标量技术。处理器的设计和性能分析是一个非常大的挑战,因为其1秒钟内能执行数十亿条指令,分析处理器1秒钟的执行,涉及上百亿的信息片段。巨大的设计空间和工作负载特性的多样性,导致性能分析和评价成为一个非常艰巨的任务。

性能分析在计算机系统的设计、选择和系统调优的每一个环节都是很有必要的。在系统设计和开发的时候需要预测性能指标能否达到设计目标。在系统选择时,需要对现有相互竞争的系统进行性能测试。在系统使用时,需要对现有系统进行性能调优。计算机性能分析的主要技术包括性能建模和评测,性能建模又包括采用队列理论等进行分析建模和采用定制模拟器的方法进行性能模拟,评测主要是基于现有和合成的基准测试程序对计算机系统或性能模型进行评价和测试。