分支預測技術的不斷改進使得處理器的性能得到極大的提升,兩級模式分支預測器以其簡單結構和高效性能被廣泛應用。但是該類預測器存在幾個嚴重的缺陷,它們分別是分支別名、歷史噪音和多路存取。前人對分支別名和歷史噪音問題作出了大量的研究,取得了非常大的改進,但是并沒有完全解決這兩個問題,還有改進的空間。同時以前的研究并沒有考慮由于多路存取而造成的預測錯誤。本文總結了分支別名和歷史噪音的問題,提出模式分支預測中多路存取的問題,描述了由于多路存取帶來的分支預測錯誤問題,分析了循環(huán)和函數調用對分支歷史的影響,提出了基于循環(huán)和函數調用的棧式分支預測結構,它過濾循環(huán)和函數體外的分支對循環(huán)和函數體內分支預測的干擾。然后又根據棧式結構提出了記錄式分支預測結構。記錄式分支預測結構是在分支預測時維護和選擇GHR值的硬件結構,它不影響原來預測器的更新過程,不需要改變原來預測器的組織結構,能夠被使用在任何的模式預測器上。記錄式結構有3條分支預測原則,這3條原則通過保證預測過程中遇到多路存取時訪問相同分支修改的PHT項,減少了歷史噪音對分支預測的錯誤影響。記錄式結構對分支別名無效。本文在simplescalar模擬器上修... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
        1.1.1 分支預測的背景
        1.1.2 兩級分支預測的缺陷
    1.2 本文工作
    1.3 論文組織結構
    1.4 本章小結
第2章 分支預測器概述
    2.1 程序和體系結構的分支特性
    2.2 分支預測技術
        2.2.1 靜態(tài)分支預測
        2.2.2 動態(tài)分支預測
        2.2.3 分支別名干擾
        2.2.4 分支歷史信息干擾
    2.3 多核結構下分支預測的挑戰(zhàn)
    2.4 本章小結
第3章 棧式和記錄式分支預測器設計動機
    3.1 基于模式動態(tài)分支預測器的缺陷
        3.1.1 別名和歷史噪音
        3.1.2 多路存取
    3.2 分支層次
        3.2.1 通過層次降低噪音
        3.2.2 層次的特性
        3.2.3 存在的問題
    3.3 地址比較GHR選擇
    3.4 本章小結
第4章 棧式和記錄式分支預測器結構設計
    4.1 棧式結構設計
    4.2 棧式結構性能分析
    4.3 記錄式結構設計
    4.4 Gshare與記錄式Gshare實例比較
    4.5 記錄式2Bc-gskew預測器
    4.6 本章小結
第5章 實驗設計與數據分析
    5.1 實驗平臺和設計
    5.2 實驗結果和分析
        5.2.1 棧式Gshare預測器性能測試
        5.2.2 PC記錄和GHR組的容量設置
        5.2.3 記錄式Gshare性能分析
        5.2.4 記錄式2Bc-gskew性能分析
    5.3 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
作者簡歷及在學期間所取得的科研成果
致謝



本文編號：3417623