NVPsim: A Simulator for Architecture Explorations of Nonvolatile Processors

NVPsim：一种对【Nonvolatile Processors非易失性处理器（在关闭计算机或者突然性、意外性关闭计算机的时候数据不会丢失）的构架探索】的Simulator（模拟器）
Abstract
在发生断电时，非易失性处理器（NVPs）利用【非易失性存储器技术】保存运行时的信息
此功能使NVPs在间歇供电下【即energy harvesting systems】make forward progress
为了展示nvpsim 在architecture exploration的能力，我们评估了性能和能源消耗在不同选择的NVP设计的片上高速缓存，备份策略和能量的缓冲区大小
实验结果表明，NVSRAM优于其他类型的nonvolatile memory【非易失性存储器】，as the on-chip cache【片上高速缓存】 for energy harvesting systems【能量收集系统】

Introduction

• NVPs 作为很有前途的候选被广泛研究于能量研究系统，处理因频繁的power failures时the loss of thread contexts stored in register files and volatile caches【存储在登记文件中的线程上下文和易失性缓存的损失】而造成的微处理器功效的下降
• NVPs通过使用on-chip nonvolatile memory【非易失性内存芯片】来支持power failures时 the contexts of running threads【运行线程的上下文】
• 有提出了一个通过用ferroelectric nonvolatile flip-flops【铁电的非易失性触发器】替换volatile flip-flops【易失性触发器】的NVPs，可大大缩短睡眠和唤醒时间（大概为30到103倍）
• Architecture explorations【结构的探索】 for NVPs have been made in previous works. 但仍各有各的缺陷。
  the importance of cache designs for NVPs becomes more significant as the performance gap between cores and memories increases.
• NVPs设计空间的探索需要合适的模拟工具， Binkert et. al. presented gem5, a highly configurable simulation framework【一个高度可配置的模拟框架】 without the NVP architecture supported， 我们扩展了这个框架作为合适的模拟工具for design space explorations of NVPs

本论文的两个主要部分

• 一个结构层次的NVPs模拟器的实现，借助于 the existing gem5 simulation framework
• 通过使用所推荐的模拟器，对NVPs的设计空间探索将被展示

我们将重点放在NVPs的单片超高速缓存器的设计空间研究上