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\begin{titlepage}
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\begin{center}
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\includegraphics*[scale=2.5]{img/TUKL_LOGO.pdf}\\[3ex]
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\textsc{\Large University of Kaiserslautern}\\[1.5ex]
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Department of Electrical Engineering and Information Technology\\[1.5ex]
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Microelectronic Systems Design Research Group \\[3ex]
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\textsc{\Huge Bachelor Thesis}\\[6ex]
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\centerline{\Large Development of a System-Level Simulation Frontend for DRAMSys}
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\centerline{\Large Entwicklung eines System-Level-Simulations-Frontends für DRAMSys}
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\vfill
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\begin{tabular}{rl}\hline\\
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Presented: & \quad \today \\[1.5ex]
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Author: & \quad Derek Christ (409571) \\[1.5ex]
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Research Group Chief: & \quad Prof.\,Dr.-Ing.\,~N.~Wehn\\[1.5ex]
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Tutor: & \quad Dr.-Ing. M. Jung\\[1.5ex]
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& \quad M.Sc. Lukas Steiner\\[1.5ex]\\\hline
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\end{tabular}
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\end{center}
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\clearpage
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\pagestyle{empty}
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\begin{flushleft}
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\section*{Statement}
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I declare that this thesis was written solely by myself and exclusively with
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help of the cited resources.
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Kaiserslautern, \today \\
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% Kaiserslautern, XXst XXXXXX 2010 \\
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\vspace{20mm}
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Derek Christ
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\end{flushleft}
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\end{titlepage}
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\begin{abstract}
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\textbf{Abstract}
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The performance of today's computing systems depends in particular on the memory system utilized.
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With the increasing usage of DRAMs, also in mobile and embedded systems, it is important to select a memory configuration that fits the application well to provide high performance.
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However, this is a complex task within the system design due to the overwhelming number of possible configurations and their advantages and disadvantages.
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In particular, bandwidth and latency requirements must be satisfied.
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Consequently, to verify these requirements, simulations of the system are essential to evaluate whether the configuration parameters used are suitable for the application.
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Such a simulation can be accomplished with the DRAM simulation environment DRAMSys.
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A simulation requires a realistic stimuli for the memory system that matches the application's behavior, which can be created by the time-consuming simulation of the application using processor core models.
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To overcome this drawback of very long simulation time, a faster method of creating stimuli for DRAMSys is developed in this thesis.
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In this method, access patterns are created by analyzing the application's behavior using dynamic binary instrumentation while it is running on real hardware.
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With our approach, we are able to simulate 73\% faster compared to gem5 FS while only losing 7\% in accuracy in respect of the bandwidth.
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\textbf{Zusammenfassung}
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Die Leistung heutiger Rechensysteme hängt insbesondere von dem eingesetzen Speichersystem ab.
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Mit der zunehmenden Verbreitung von DRAMs auch in mobilen und eingebetteten Systemen ist es wichtig, eine Speicherkonfiguration zu wählen, welche gut zur Anwendung passt, um eine hohe Leistungsfähigkeit zu erzielen.
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Dies ist jedoch aufgrund der überwältigenden Anzahl möglicher Konfigurationen und ihrer Vor- und Nachteile eine komplexe Aufgabe innerhalb des Systemdesigns.
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Insbesondere Anforderungen an Bandbreite und Latenzen müssen erfüllt werden.
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Folglich sind zur Überprüfung dieser Anforderungen Simulationen des Systems unerlässlich, um zu bewerten, ob die verwendeten Konfigurationsparameter für die Anwendung geeignet sind.
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Solch eine Simulation kann mit der DRAM Simulationsumgebung DRAMSys durchgeführt werden.
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Eine Simulation erfordert realitätsnahe Stimuli für das Speichersystem, das dem Verhalten der Anwendung entspricht, welches mit einer zeitaufwändigen Simulation der Anwendung mit Prozessorkernmodellen erstellt werden kann.
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Um diesen Nachteil der sehr langen Simulationszeit zu überwinden, wird in dieser Arbeit eine neue Methode zur Erstellung von Stimuli für DRAMSys entwickelt.
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Bei dieser Methode werden Zugriffsmuster durch die Analyse des Verhaltens der Anwendung mittels Instrumentierung erstellt, während sie auf echter Hardware ausgeführt wird.
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Mit unserem Ansatz sind wir in der Lage, die Simulationen im Vergleich zu gem5 FS um 73\% zu beschleunigen, während wir in Bezug auf die Bandbreite nur 7\% an Genauigkeit verlieren.
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\end{abstract}
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