有详尽的分析器吗？答案

【问题标题】：Is There An Exhaustive Profiler?有详尽的分析器吗？
【发布时间】：2017-05-08 05:59:08
【问题描述】：

相对而言，我经常看到人们在一台特定计算机的一个特定 CPU 上的特定情况下对特定代码段进行基准测试/分析（或建议其他人进行基准测试/分析）；然后（可能是错误的）假设这个结果适用于不同情况下的代码（例如，不同负载下同一内核中的其他逻辑 CPU）在广泛的各种非常不同的 CPU（例如“所有 64 位 80x86”）上各种不同的计算机（例如，具有不同 RAM 时序等）。

我正在寻找的是一种能够在许多条件下（主要通过解释代码而不是直接测量）为许多 CPU 生成分析结果的分析器；然后使用权重因子（其中权重因子代表用户对每个测量案例的关心程度）组合所有结果，以创建实际有用且不会误导的结果。

是否有符合此描述的分析工具？

【问题讨论】：

你好。您的问题是否更多关于 IPC 1 代码（brendangregg.com/blog/2017-05-09/cpu-utilization-is-wrong.html - “解释和可操作的项目”；您对 cpu-bound 还是 memory-bound 建模）？是关于单线程、多线程还是多线程性能？查看 RISC-V BOOM 论文，了解微架构设计/规划问题及其借助 FPGA 模型的加速搜索：www2.eecs.berkeley.edu/Pubs/TechRpts/2015/EECS-2015-167.html people.eecs.berkeley.edu/~krste/papers/dgkim-msthesis.pdf 等。
不同的活动在不同的环境中有不同的成本。在一种环境中，I/O 可能是主要成本，但在另一种环境中则不然。缓存未命中可能在一个中占主导地位，但在另一个中不占主导地位。内存分配 - 同样的事情。浮点数学 - 同样的事情。并行处理开销 - 同样的事情。因此，如果您想要一个万能的工具，就必须能够告诉它您想要为哪些环境提供答案。我想您认为权重可以做到这一点，但我的经验表明您无法提前知道类别需要是什么。

标签： optimization profiling

【解决方案1】：

我认为互联网上没有发布通用的性能预测工具；但可能会有一些内部 CPU 供应商来优化下一个微架构。

有valgrind 二进制检测平台和callgrind/cachegrind（慢）简单模型分析器。 Callgrind 计算模型中的基本块执行，例如 1 条指令相当于 1 个 cpu 时钟； cachegrind 还使用一些 2 级 cache model 模拟内存访问，也可以模拟简单的 branch predictor。这两种工具都没有关于“所有 64 位 80x86”兼容 CPU 的供应商 1 和供应商 2 的现代 OOO CPU 的广泛解码/执行/退役功能的知识/模型（并且 OOO cpus 在基本 OOO 功能和性能方面相似）。

有几个 OOO CPU 模拟器的开源项目（从慢到非常慢），例如：基于 PTLsim（http://www.facom.ufms.br/~ricardo/Courses/CompArchII/Tools/PTLSim/PTLsimManual.pdf，2007）的 MARSSx86（http://marss86.org/，2012），或 Sniper Multi-Core Simulator（与Graphite 框架的帮助）。（还有DRAMSim/DRAMSim2内存模拟器，是精确系统模拟所需要的，在其他几个模拟器项目中都有使用；可以选择在RISC-V Rocket-Chip模拟器中使用）

您可能对一些（非常非常慢 - 数十 KIPS）cycle-accurate simulator / microarchitecture simulator 感兴趣，但它们的开源变体并不多。有一些商业模拟器（例如在 ARM 世界中 - ARM Cycle Models / CPAKs；ARC nSIM，...）；或 simplescalar.com。还有内部专有模拟器（我们无法访问它们）。

微架构/循环模拟器的唯一公开近似是供应商 1 的 IACA：https://software.intel.com/en-us/articles/intel-architecture-code-analyzer（针对短代码序列（如没有任何内存层次结构建模的内部循环）的 OOO 端口规划的不精确部分模型）。还有来自供应商 1 的其他工具“SDE”来估计/调试一些未来 CPU 指令扩展与旧 CPU 和 PIN 二进制重写工具：https://software.intel.com/en-us/articles/intel-software-development-emulator。

【讨论】：

@Brendan，有用于嵌入式世界（ARM、MIPS、瑞萨、ARC、NIOS/Microblaze、PowerPC）的 OVP/OVPsim“170 多个高性能处理器模型的开放虚拟平台 (OVP) 库”： riscv.org/wp-content/uploads/2017/05/… 和速度声称像“平台的指令准确 (IA) 模拟”的 1 GIPS - www.ovpworld.org。不像开源那么开放，工具是仅二进制的，模型通过单击获得许可：“OVP 可免费用于非商业用途，希望用户......联系 OVPsim 开发人员，英佩拉斯。”