RAVE插件：基于QEMU的多核长向量RISC-V架构仿真与向量化分析工具

本文推荐：巴塞罗那超算中心团队开发的RAVE插件，为RISC-V"V"扩展（向量指令集）提供高效仿真与深度分析方案。该工具通过改造QEMU模拟器，实现多线程/多进程同步追踪，支持向量长度（vector-length）、单元素宽度（single-element-width）等关键指标采集，并生成可结合Paraver工具分析的性能轨迹，填补了现有仿真器（如Spike/Whisper）在Linux全系统模拟与向量化分析的双重空白。

　　

亮点与结论

引言：研究动机与技术现状

高性能计算（HPC）正广泛采用加速计算技术，以日本"富岳"（Fugaku）超算为例——其凭借单指令多数据流（SIMD）计算单元问鼎HPCG基准测试榜首。本研究将SIMD理念延伸至向量计算领域，通过...

插件实现

本节详述了对QEMU的轻量化改造：定义向量化指标采集体系（包括寄存器使用率等），开发应用程序插桩接口，并解析RAVE插件的内部工作流。相关源码将在论文录用后开源。

仿真平台评估

如表4所示，我们排除不支持"V"扩展的ETISS和性能过低的Sail仿真器，对比了三种QEMU模式：i)裸仿真 ii)自带Execlog插件 iii)搭载RAVE插件...

RAVE性能评估

通过合成测试与真实应用（采用BSC自研的LLVM¹⁰编译器）的双重验证，本节聚焦单核仿真性能。多核与多线程评估详见5.2与6.2节。

多线程二进制文件仿真

考虑到科学计算常需指令级并行（如OpenMP多线程），我们使RAVE支持线程级向量化分析...

多进程二进制文件仿真

针对MPI并行的HPC应用，RAVE实现了多进程协同追踪机制，避免轨迹文件冲突...

结论

RAVE插件成功解决了EPI项目中EPAC芯片开发的仿真痛点，其兼具Linux全系统模拟能力与向量化深度分析特性，相比Spike/FPGA仿真速度提升显著...