桥接仿真与硅片：RISC-V硬件与FireSim仿真研究
分布式、并行与集群计算
2025-11-26 v1
摘要
RISC-V ISA-based处理器最近涌现为强大且高效的计算平台。MILK-V Pioneer的发布标志着该领域的一个重要里程碑，作为首个面向桌面级的RISC-V系统。随着来自 academia和industry的日益增多的参与，这些平台在high-performance computing (HPC) 环境中显示出强大的采纳潜力。开源、FPGA加速的FireSim框架已成为一种灵活且可扩展的工具，用于architectural exploration，使其能够使用RISC-V内核模拟各种系统配置。尽管具备这些功能，但FireSim在与物理硬件进行系统评估以确定其可行性和性能预测准确性方面仍存缺失。本研究通过在FireSim中对一款商业可用单板计算机和一款桌面级RISC-V CPU进行建模来弥补这一差距。为确保仿真与真实硬件之间的保真度，我们首先测量一系列基准，以比较单核和四核配置下的运行时行为。基于最近匹配的仿真参数，我们随后评估了代表性mini-application和LAMMPS分子动力学代码的性能。我们的发现表明，尽管FireSim为architectural性能趋势提供了宝贵的见解，但仿真运行时间与实际测量之间仍存在偏差。这些偏差源于仿真环境固有的局限性以及CPU制造商提供的详细性能规格受限的可获得性，这些因素阻碍了精确的配置匹配。
引用
@article{arxiv.2509.18472,
title = {Bridging Simulation and Silicon: A Study of RISC-V Hardware and FireSim Simulation},
author = {Atanu Barai and Kamalavasan Kamalakkannan and Patrick Diehl and Maxim Moraru and Jered Dominguez-Trujillo and Howard Pritchard and Nandakishore Santhi and Farzad Fatollahi-Fard and Galen Shipman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.18472},
year = {2025}
}