컴퓨터 시스템의 성능을 결정함에 있어 메모리는 중요한 비중을 차지한다. 따라서 메모리 성능 분석에 활용할 수 있는 다양한 시뮬레이션 기법과 도구들이 존재한다. 메모리에 대한 성능을 측정하는 시뮬레이션 도구는 다수 존재하지만, 메모리의 성능을 개선시키기 위한 경향성을 분석하기 위한 수단은 제한적이다. 특히 모바일향 시스템에 널리 사용되고 있는 ARM instruction set architecture를 지원하는 full-system simulator는 학계에서도 gem5만이 개방되어 있어 연구를 위한 도구가 한정적이다. 본 논문에서는 ARM 아키텍처의 명령어로 구성된 프로그램을 호스트 컴퓨터에서 동작시킬 수 있는 full-system emulator와 functional simulator를 결합하여 모바일향 시스템의 메모리를 분석할 수 있는 도구를 제안한다. 메모리 분석도구의 검증을 위해 SPEC CPU2006 Integer 벤치마크를 이용하여 실험을 실시하고, 호스트 컴퓨터의 ISA로 구성된 프로그램을 실행시키는 Pin을 활용한 시뮬레이션 결과와 비교 검증하였다. 제안된 분석도구는 특정 용용프로그램 뿐 아니라 시스템 전체의 메모리 접근 경향성을 파악할 수 있으며 기존의 시뮬레이션 기반 도구에 비해 수행속도가 두 배 이상 향상되었다. 또한 모바일향 플랫폼에 널리 사용되고 있는 안드로이드에 대한 실험을 진행하여 제안한 메모리 분석도구를 활용하여 메모리 접근특징을 분석하였다.
A memory system is a critical component that determines the entire performance of a computer system. There have been many proposals and implementations designed to be utilized for the performance analysis of memory systems. However, mobile systems are often analyzed and developed under a cross-platform environment, leading to fewer options to perform the memory-system analysis with. This paper proposes a memory-system analysis tool that combines a full-system emulator and a functional simulator to analyze the memory access behaviors of mobile systems that utilize the ARM instruction set architecture. We assess its applicability by conducting experiments that compare its results of the access behaviors extracted by a dynamic instrumentation tool called Pin using SPEC CPU2006 Integer benchmark programs. The proposed tool is capable of analyzing the application- and system-level memory access behaviors, while its analysis performance is more than twice faster than a state-of-the- art full-system simulator.
