一種支持超標(biāo)量與超長指令字混合架構(gòu)處理器的分支預(yù)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種支持超標(biāo)量與超長指令字混合架構(gòu)處理 器的分支預(yù)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代處理器的功能千變?nèi)f化，應(yīng)用領(lǐng)域也各不相同，但是追求處理器性能的提高 卻是各個領(lǐng)域的共同目標(biāo)。處理器性能可以由CPU執(zhí)行時(shí)間來衡量，如下公式：
[0003] CPU執(zhí)行時(shí)間=程序的CPU時(shí)鐘周期數(shù)'時(shí)鐘周期長度
[0004]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種支持超標(biāo)量與超長指令字混合架構(gòu)處理器的分支預(yù)測方法，其特征在于，包 括： 在取指級從分支目標(biāo)緩沖（BTB，BranchTargetBuffer)表中取得跳轉(zhuǎn)指令所在分發(fā) 包的下個分發(fā)包首地址（NDA，NextDispatch-packetAddressofbranchinstruction)， 根據(jù)所述下個分發(fā)包首地址來判斷包含所述跳轉(zhuǎn)指令的取指包中所述跳轉(zhuǎn)指令后面的指 令是否會執(zhí)彳丁，并以valid值標(biāo)識出來； 在分發(fā)級根據(jù)所述valid值標(biāo)識的不同來判斷所述跳轉(zhuǎn)指令處于超標(biāo)量還是超長指 令字模式下； 當(dāng)在超標(biāo)量模式下，分發(fā)包中所述跳轉(zhuǎn)指令后的指令不執(zhí)行； 當(dāng)在超長指令字模式下，分發(fā)包中所述跳轉(zhuǎn)指令后面指令允許和所述跳轉(zhuǎn)指令并行執(zhí) 行； 在執(zhí)行級對分支預(yù)測準(zhǔn)確性進(jìn)行判斷，如果預(yù)測正確，則繼續(xù)執(zhí)行，如果預(yù)測錯誤： 當(dāng)在超標(biāo)量模式下，則從所述跳轉(zhuǎn)指令的后一條指令重新執(zhí)行； 當(dāng)在超長指令字模式下，則從所述下個分發(fā)包首地址處重新執(zhí)行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述支持超標(biāo)量與超長指令字混合架構(gòu)處理器的分支預(yù)測方法，其 特征在于，所述根據(jù)所述下個分發(fā)包首地址來判斷包含所述跳轉(zhuǎn)指令的取指包中所述跳轉(zhuǎn) 指令后面的指令是否會執(zhí)行的方法是： 將一個取指包中下個分發(fā)包首地址之后的指令valid置0,其余指令valid置1，valid為1代表該條指令有效，valid位0代表該條指令無效，即，如果valid值為0,則該指令不 執(zhí)行，如果valid為1，則該指令執(zhí)行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述支持超標(biāo)量與超長指令字混合架構(gòu)處理器的分支預(yù)測方法，其 特征在于，在分發(fā)級根據(jù)所述valid值標(biāo)識的不同來判斷所述跳轉(zhuǎn)指令處于超標(biāo)量還是超 長指令字模式下的規(guī)則是： 如果在同一個分發(fā)包中，跳轉(zhuǎn)指令后面的指令valid值為0,則處在超標(biāo)量模式，如果 跳轉(zhuǎn)指令后面的指令valid值為1，則為超長指令字模式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述支持超標(biāo)量與超長指令字混合架構(gòu)處理器的分支預(yù)測方法，其 特征在于： 在超標(biāo)量模式下，所述下個分發(fā)包首地址為所述跳轉(zhuǎn)指令后面緊跟的一條指令的地 址； 在超長指令字模式下，所述下個分發(fā)包首地址為所述跳轉(zhuǎn)指令所在分發(fā)包的下一個分 發(fā)包首地址。
【專利摘要】一種支持超標(biāo)量與超長指令字混合架構(gòu)處理器的分支預(yù)測方法，首先在取指級從BTB表中取得跳轉(zhuǎn)指令所在分發(fā)包的NDA，然后根據(jù)此NDA來判斷包含跳轉(zhuǎn)指令的取指包中跳轉(zhuǎn)指令后面的指令是否會執(zhí)行，并以valid值標(biāo)識出來，在分發(fā)級根據(jù)valid值標(biāo)識的不同來判斷該跳轉(zhuǎn)指令是在超標(biāo)量還是超長指令字模式下，在超標(biāo)量模式下，分發(fā)包中跳轉(zhuǎn)指令后的指令不能執(zhí)行，如預(yù)測錯誤則從跳轉(zhuǎn)指令后一條指令重新執(zhí)行；在超長指令字模式下，分發(fā)包中跳轉(zhuǎn)指令后面指令允許和跳轉(zhuǎn)指令并行執(zhí)行，如預(yù)測錯誤則從下個分發(fā)包首地址處重新執(zhí)行；本發(fā)明能使混合架構(gòu)處理器在兩種模式下都能夠進(jìn)行分支預(yù)測，在吸收兩種模式長處的同時(shí)減少了跳轉(zhuǎn)指令周期損失，提高了處理器性能。
【IPC分類】G06F9-38
【公開號】CN104765590
【申請?zhí)枴緾N201510213002
【發(fā)明人】何虎, 付家為, 麻軍平, 杜勇, 王旭, 侯毓敏
【申請人】清華大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月29日