【摘要】：通過(guò)研究處理器動(dòng)態(tài)分支預(yù)測(cè)器中預(yù)測(cè)效率與分支歷史長(zhǎng)度的關(guān)系,針對(duì)程序中各分支指令存在不同最優(yōu)歷史長(zhǎng)度的規(guī)律,提出一種搜索各分支指令最佳歷史長(zhǎng)度的分支預(yù)測(cè)方法.該方法通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分支指令的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率,在分支預(yù)測(cè)表硬件資源不變的情況下動(dòng)態(tài)調(diào)整預(yù)測(cè)器的歷史長(zhǎng)度,以適應(yīng)程序的動(dòng)態(tài)運(yùn)行特征.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在相同硬件資源下,文中方法相對(duì)于Gshare預(yù)測(cè)器錯(cuò)誤率降低15.8%,相對(duì)于Bi-mode預(yù)測(cè)器預(yù)測(cè)錯(cuò)誤率降低10.3%.
【圖文】：

不相同，可見(jiàn)預(yù)測(cè)器需要?jiǎng)討B(tài)逡逑３０＾０邋｜ｊ邋ｊ邋Ｉ邋Ｉ邋｜丨＿邋！邐適應(yīng)不同程序的不同特性才能獲得最優(yōu)預(yù)測(cè)效率．逡逑２０．０邋｜丨．Ｉ邋Ｉ邋Ｉ丨邋｜邋｜邐３）本文方法逡逑１００邋！｜邋Ｉ邋１邋｜邋；邋｜邐基于上述分析，針對(duì)程序中不同分支對(duì)歷史逡逑２邋４邋６邋８邋１０邋１２邋１４邋１６邋１８邐長(zhǎng)度需求的不同，本文提出歷史長(zhǎng)度動(dòng)態(tài)自適應(yīng)逡逑歷史長(zhǎng)度邐的兩級(jí)分支預(yù)測(cè)方法．其核心思想為：根據(jù)程序中逡逑＂＞９５％；邋＝８０％￣９５％；邐不同分支指令對(duì)歷史長(zhǎng)度的需求按組對(duì)分支指令逡逑圖２理想分支預(yù)測(cè)，各歷史長(zhǎng)度下預(yù)測(cè)率區(qū)間邐進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)分支指令預(yù)測(cè)錯(cuò)誤率動(dòng)態(tài)調(diào)逡逑整分支指令所使用的歷史長(zhǎng)度，為各分支指令選逡逑進(jìn)一步，本文分析了邋Ｇｓｈａｒｅ預(yù)測(cè)器歷史長(zhǎng)度邐取最優(yōu)歷史長(zhǎng)度；進(jìn)一步，當(dāng)分支指令之間發(fā)生逡逑與預(yù)測(cè)率的關(guān)系．圖３所示為Ｇｓｈａｒｅ預(yù)測(cè)器固定分邐破壞性別名時(shí)，通過(guò)自動(dòng)調(diào)整分支歷史長(zhǎng)度避開(kāi)逡逑支模式表項(xiàng)數(shù)量為１６邋Ｋ時(shí)，不同全局歷史長(zhǎng)度下邐與其他指令之間的別名，從而提升整體預(yù)測(cè)精度．逡逑＾１２邐－１３邋？邋？逡逑？■邋１１邋■邋？邋？邐＃邋１２邋－邋氣逡逑ｍ邐ｇ邋１１邋－邋ｗ邋＾逡逑Ｍ邋１０邐Ｍ邋ｉｎ逡逑ｍ邐腠邋ｉｏ．逡逑９邋Ｌ＿＿，＿，＿，＿＿．＿．＿．＿＿■■＿■＿■－邐９Ｌ＿．＿＿．＿■＿■＿■￣￣－逡逑２邋３邋４邋５邋６邋７邋８邋９邋１０邋１１邋１２邋１３邋１４邐２邋３邋４邋５邋６邋７邋８邋９邋１０邋１１邋１２邋１３邋１４逡逑歷史長(zhǎng)度邐歷史長(zhǎng)度逡逑ａ邋ｃｊｐｅｇ程序邐ｂ邋ｔｂｌｏｏｋ程序逡逑８．２邐１０邋？逡逑Ｉ邋８邐ｓ邋８逡逑ｇ邋？邐ｇ邋７逡逑Ｍ邋１Ａ邐Ｍ逡逑

歷史逡逑２邋４邋６邋８邋１０邋１２邋１４邋１６邋１８邐長(zhǎng)度需求的不同，本文提出歷史長(zhǎng)度動(dòng)態(tài)自適應(yīng)逡逑歷史長(zhǎng)度邐的兩級(jí)分支預(yù)測(cè)方法．其核心思想為：根據(jù)程序中逡逑＂＞９５％；邋＝８０％￣９５％；邐不同分支指令對(duì)歷史長(zhǎng)度的需求按組對(duì)分支指令逡逑圖２理想分支預(yù)測(cè)，各歷史長(zhǎng)度下預(yù)測(cè)率區(qū)間邐進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)分支指令預(yù)測(cè)錯(cuò)誤率動(dòng)態(tài)調(diào)逡逑整分支指令所使用的歷史長(zhǎng)度，為各分支指令選逡逑進(jìn)一步，本文分析了邋Ｇｓｈａｒｅ預(yù)測(cè)器歷史長(zhǎng)度邐取最優(yōu)歷史長(zhǎng)度；進(jìn)一步，當(dāng)分支指令之間發(fā)生逡逑與預(yù)測(cè)率的關(guān)系．圖３所示為Ｇｓｈａｒｅ預(yù)測(cè)器固定分邐破壞性別名時(shí)，通過(guò)自動(dòng)調(diào)整分支歷史長(zhǎng)度避開(kāi)逡逑支模式表項(xiàng)數(shù)量為１６邋Ｋ時(shí)，不同全局歷史長(zhǎng)度下邐與其他指令之間的別名，從而提升整體預(yù)測(cè)精度．逡逑＾１２邐－１３邋？邋？逡逑？■邋１１邋■邋？邋？邐＃邋１２邋－邋氣逡逑ｍ邐ｇ邋１１邋－邋ｗ邋＾逡逑Ｍ邋１０邐Ｍ邋ｉｎ逡逑ｍ邐腠邋ｉｏ．逡逑９邋Ｌ＿＿，＿，＿，＿＿．＿．＿．＿＿■■＿■＿■－邐９Ｌ＿．＿＿．＿■＿■＿■￣￣－逡逑２邋３邋４邋５邋６邋７邋８邋９邋１０邋１１邋１２邋１３邋１４邐２邋３邋４邋５邋６邋７邋８邋９邋１０邋１１邋１２邋１３邋１４逡逑歷史長(zhǎng)度邐歷史長(zhǎng)度逡逑ａ邋ｃｊｐｅｇ程序邐ｂ邋ｔｂｌｏｏｋ程序逡逑８．２邐１０邋？逡逑Ｉ邋８邐ｓ邋８逡逑ｇ邋？邐ｇ邋７逡逑Ｍ邋１Ａ邐Ｍ逡逑ｍ邐ｍ邋６邋．逡逑７邋Ｑ邋邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐‘邋‘邐Ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐邐５邋￣ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐逡逑２邋３邋４邋５邋６邋７邋８邋９邋１０邋１１邋１２邋１３邋１４邐２邋３邋４邋５邋６邋７邋８邋９

７６８邐計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)邐第２７卷逡逑誤率是否小于上一歷史長(zhǎng)度錯(cuò)誤率（算法１中第⑧邐其他實(shí)驗(yàn)參數(shù)為１２８?jìng)�(gè)分支錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)表項(xiàng)、１０％的逡逑行），如果小于，則繼續(xù)減小歷史長(zhǎng)度，反之則增邐錯(cuò)誤閾值、歷史長(zhǎng)度收斂步長(zhǎng)２位（每次調(diào)整２位逡逑加歷史長(zhǎng)度．收斂方向的實(shí)現(xiàn)如圖５所示，使用最邐歷史長(zhǎng)度）．圖６ａ顯示分支監(jiān)測(cè)窗口大小從１２８擴(kuò)逡逑近收斂方向與錯(cuò)誤次數(shù)和最近錯(cuò)誤次數(shù)的大于關(guān)邐大到５１２，分支預(yù)測(cè)錯(cuò)誤率下降較為明顯（約為逡逑系求異或即可得到．最后，還需更新如下內(nèi)容以開(kāi)邐０．５％），到５１２個(gè)表項(xiàng)時(shí)預(yù)測(cè)效果基本達(dá)到飽和，逡逑始下一次監(jiān)測(cè)：將錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)表中的值更新到最近歷邐鑒于硬件成本與分支預(yù)測(cè)效率，本文選取１２８?jìng)�(gè)表逡逑史錯(cuò)誤次數(shù)表中；將訪問(wèn)次數(shù)表中的訪問(wèn)次數(shù)清０；邐項(xiàng)作為監(jiān)測(cè)窗口大�。种уe(cuò)誤閾值大小同樣影逡逑將錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)表的值清０．通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)分支歷邐響本實(shí)驗(yàn)的抗干擾能力，圖６ｂ所示為不同錯(cuò)誤閾逡逑史表中的歷史長(zhǎng)度修改功能，并作用于該分支以邐值下的分支錯(cuò)誤率變化，其他實(shí)驗(yàn)參數(shù)為１２８?jìng)�(gè)分逡逑后的訪問(wèn)．邐支錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)表項(xiàng)、１２８?jìng)�(gè)分支訪問(wèn)窗口、歷史長(zhǎng)度逡逑收斂步長(zhǎng)為２．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，較小的錯(cuò)誤閾值下實(shí)驗(yàn)逡逑３邋實(shí)驗(yàn)與分析邐效果并不理想，較小的錯(cuò)誤閾值抗干擾能力較弱，逡逑增大錯(cuò)誤閾值雖然預(yù)測(cè)錯(cuò)誤率略有反復(fù)，但仍呈逡逑本文以國(guó)產(chǎn)３２位高性能嵌入式處理器ＣＫ８１０［１８］邐現(xiàn)下降的趨勢(shì)，當(dāng)錯(cuò)誤閾值設(shè)為１３％時(shí)，預(yù)測(cè)精度逡逑為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以國(guó)際主流的嵌入式基準(zhǔn)測(cè)試程序邐較優(yōu)．錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)表數(shù)量確定本文方法的監(jiān)測(cè)粒度，逡逑ＥＥＭＢＣ為測(cè)試對(duì)象，表１所示為測(cè)試基準(zhǔn)程序簡(jiǎn)邐影響其自適應(yīng)特性．圖６ｃ所示為不同錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)表逡逑介．本文分別選取１

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 茍鵬飛;王詩(shī)博;楊兵;喻明艷;;改進(jìn)的基于O-GEHL預(yù)測(cè)技術(shù)的EDGE塊預(yù)測(cè)器[J];電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2012年02期

2 陳晨;陳志堅(jiān);孟建熠;嚴(yán)曉浪;;基于預(yù)測(cè)極性動(dòng)態(tài)變換的分支預(yù)測(cè)框架研究[J];電子與信息學(xué)報(bào);2013年04期

【相似文獻(xiàn)】

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2 焦永,陳躍躍;復(fù)合分支預(yù)測(cè)中選擇算法的研究[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2005年04期

3 肖澤強(qiáng);;動(dòng)態(tài)分支預(yù)測(cè)技術(shù)分析與量化研究[J];信息技術(shù);2011年03期

4 靳文兵;石峰;左琦;張楊;;提前分支預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)及算法研究[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2013年10期

5 馬鵬;方曉e

本文編號(hào)：2796128