最近的幾十年,為了提高處理器性能,流水線被設計得越來越深,越來越寬。但是,由于程序設計中普遍使用的分支指令存在著執(zhí)行行為的不確定性,處理器往往會因整條流水線停頓等待分支指令的執(zhí)行結果,從而降低處理器執(zhí)行效率。因此,針對分支指令優(yōu)化的一種技術——流水線分支預測技術,逐漸嶄露頭角,各種先進的分支預測機制也逐漸被提出。如何提高分支預測的精度則成為該領域專家們研究的主要方向。針對目前超標量處理器中分支預測器預測精度的問題,近兩年國外某些研究人員和機構開始對處理器中數(shù)據(jù)重用技術進行研究。旨在重用程序在執(zhí)行過程中產(chǎn)生的指令和計算數(shù)據(jù)冗余信息,提高分支預測精度,降低處理器功耗。而研究成果表明,合理利用數(shù)據(jù)重用技術不僅可以提高處理器性能,而且能夠降低處理器功耗。本文首先介紹了超標量處理器、分支預測技術和數(shù)據(jù)重用理論的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。在配置了GAs型兩級動態(tài)分支預測器的五級超標量SimpleScalar仿真平臺后,利用SimpleScalar工具對已有SPEC 95標準測試集進行實驗數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)標準測試集中不僅存在著一定的數(shù)據(jù)可重用,而且,目前所采用的預測恢復機制會帶來額外的時鐘周期損失。因此,本... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要工作
    1.4 論文的組織結構
第2章 超標量處理器分支預測技術研究
    2.1 超標量處理器研究
        2.1.1 超標量處理器典型結構
        2.1.2 超標量主要技術
    2.2 分支預測技術研究
        2.2.1 簡單靜態(tài)分支預測
        2.2.2 簡單動態(tài)分支預測
        2.2.3 基于歷史的兩級分支預測
        2.2.4 組合分支預測器
        2.2.5 分支預測應用
    2.3 本章小結
第3章 實驗分析
    3.1 SimpleScalar
    3.2 SPEC
    3.3 兩級動態(tài)分支預測器預測精度分析
        3.3.1 基準測試程序中Loop 型程序
        3.3.2 兩級分支預測器性能測試
    3.4 本章小結
第4章 超標量處理器分支預測模型設計
    4.1 數(shù)據(jù)重用機制的研究
        4.1.1 數(shù)據(jù)重用原理
        4.1.2 數(shù)據(jù)重用前景
    4.2 新型超標量處理器模型
    4.3 Loop 檢測器結構設計
    4.4 B-Cache 預測失誤恢復器
    4.5 本章小結
第5章 模型實現(xiàn)及驗證
Outorder 分析">    5.1 Sim_Outorder 分析
    5.2 Loop 檢測器
    5.3 B-Cache 預測失誤恢復器實現(xiàn)
    5.4 模型驗證測試及結果分析
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種基于綜合歷史信息的SMT結構分支預測算法[J]. 王晶,樊曉椏,葉曾.  計算機科學. 2008(02)
[2]同時多線程處理器上的動態(tài)分支預測器設計方案研究[J]. 任建,安虹,路放,梁博.  計算機科學. 2006(03)
[3]安騰處理器中多級分支預測機制[J]. 蘇銘,趙榮彩,宋宗宇.  微計算機信息. 2005(21)
[4]64位MIPS指令處理器的流水線設計[J]. 李明剛.  現(xiàn)代電子技術. 2005(03)
[5]SimpleScalar模擬器內核分析及應用[J]. 陳劍龍,傅忠傳,崔剛.  哈爾濱工業(yè)大學學報. 2004(05)
[6]一種精確的分支預測微處理器模型[J]. 陳躍躍,周興銘.  計算機研究與發(fā)展. 2003(05)
[7]一種硬件預取機構及其對系統(tǒng)影響的研究[J]. 鄧讓鈺,謝倫國,肖立權.  計算機工程與科學. 2001(06)

碩士論文
[1]基于MIPS處理器的分支預測機制的研究與設計[D]. 李靜梅.哈爾濱工程大學 2007
[2]Cache預測技術的研究[D]. 薛燕.西北工業(yè)大學 2005
[3]X微處理器分支預測機制設計及模糊加權的分支預測研究[D]. 焦永.國防科學技術大學 2004
[4]X通用微處理器指令控制部件的關鍵技術研究[D]. 戴曦.國防科學技術大學 2004
[5]64位高性能微處理器前端取指部件的設計與實現(xiàn)[D]. 周宏偉.國防科學技術大學 2003
[6]EPIC體系結構研究與流水線設計及實現(xiàn)[D]. 高軍.中國人民解放軍國防科學技術大學 2002



本文編號：2994602