Catscan: CPU 성능 시뮬레이션 파이프라인 시각화

프로세서 파이프라인 시각화 도구는 업계 CPU 팀에서 흔히 사용되지만, 공개적으로 설명되거나 출시된 경우는 거의 없습니다. 결과적으로 학생, 연구원 및 기타 실무자들은 프로세서 아키텍트가 실리콘 제작 전에 성능을 디버깅하는 데 사용하는 도구를 보기 어렵습니다. 본 논문은 Ampere Computing의 성능 분석 인프라 중 두 가지 구성 요소(이벤트 스트림과 해당 포맷 기반으로 구축된 인터랙티브 뷰어 Catscan)를 오픈 소스로 커뮤니티에 공개한 내용을 설명합니다. 이벤트 스트림은 트랜잭션 관계로 연결된 타입별 이벤트를 기록하여, 사용자가 특정 증상과 이를 설명하는 명령어(instruction), uop, 또는 메모리 트랜잭션 사이를 이동할 수 있게 합니다. Catscan은 이러한 구조를 활용하여 리소스 기반 및 트랜잭션 기반 뷰, 지속적인 하이라이팅, 도메인별 검색, 비교 트레이스 동기화 등 제품 개발 과정에서 사용되는 다양한 워크플로우를 지원합니다. 본 논문에서는 실제 생산 환경을 거치며 살아남은 설계 선택 사항들, 우리가 직면했던 한계점들, 그리고 향후 마이크로아키텍처 시각화 도구에 유용할 것이라고 생각하는 교훈들을 보고합니다.