分支目标预测器制造技术

一种用于预测将提取的下一条指令的提取地址的方法包含在处理器处，基于有效提取地址和历史预测数据选择第一道识别符或第二道识别符作为道指针。第一预测器表包含具有所述第一道识别符的第一条目且第二预测器表包含具有所述第二道识别符的第二条目。所述方法还包含基于所述道指针选择第一提取地址或第二提取地址作为经预测提取地址。目标表包含存储所述第一提取地址的第一道和存储所述第二提取地址的第二道。所述第一道和所述第二道与所述有效提取地址相关联。所述第一提取地址与所述第一道识别符相关联且所述第二提取地址与所述第二道识别符相关联。

Branch target predictor

A method for predicting the extraction address of the next instruction to be extracted is included in the processor, and the first identifier or the second identifier is selected as the channel pointer based on the effective extraction address and historical prediction data. The first predictor table contains the first entry with the first channel identifier and the second predictor table contains the second entry with the second channel identifier. The method also includes selecting a first extraction address or a second extraction address as a predicted extraction address based on the channel pointer. The target table includes a first channel for storing the first extracted address and a second channel for storing the second extracted address. The first channel and the second channel are associated with the effective extraction address. The first extraction address is associated with the first channel identifier and the second extraction address is associated with the second channel identifier.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分支目标预测器相关申请案的交叉引用本申请案有权主张2016年6月24日申请的美国专利申请案第15/192,794号的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文中。
本公开大体上涉及分支目标预测器。
技术介绍
技术上的进步已经产生更强大的计算装置。举例来说，当前存在多种计算装置，包含无线计算装置，例如便携式无线电话、个人数字助理(PDA)，以及体积小、重量轻且便于用户携带的寻呼装置；手提式计算机和台式计算机；以及服务器。计算装置可包含可操作以执行指令集(例如，程序)中的不同指令的处理器。指令集可包含直接分支和间接分支。间接分支可规定来自指令存储器的将被执行的下一条指令的提取地址。可间接提取下一条指令，这是因为指令地址驻留在某一其它存储元件(例如，处理器寄存器)中。因此，间接分支可能不将偏移嵌入到分支指令中的指令字段中的一个内的目标指令的地址。间接分支的非限制性实例包含计算的跳转、间接跳转和寄存器间接跳转。为了尝试增加处理器处的性能，处理器可预测提取地址。为预测提取地址，处理器可使用多个预测器表，其中每一预测器表包含多个预测条目，且其中每一预测条目存储提取地址。因为每一预测条目存储整个提取地址且多个预测表可包含类似条目，因此在某些情境中，在每一预测器表处可存在相对大量的开销。举例来说，预测器表中的每一预测条目可不被应用程序使用，多个预测器表可包含相同预测器条目(例如，目标复制)，且数个预测器表条目可能无法独立于数个目标指令进行调整。处理器也可以使用来自过去的间接分支的所存储全局历史预测提取地址。举例来说，处理器可基于提供情境的前十个间接分支的经预测提取地址来预测提取地址。存储在全局历史中的每一提取地址可使用大约十位的存储。举例来说，存储在全局历史中的二十个先前预测的提取地址可使用大约两百位的存储。因此，相对大量的存储可用于全局历史。
技术实现思路
根据本公开的一个实施方案，一种用于预测将提取的下一条指令的提取地址的设备包含存储器系统、第一选择逻辑和第二选择逻辑。所述存储器系统包含多个预测器表和目标表。所述多个预测器表包含第一预测器表和第二预测器表。所述第一预测器表包含具有第一道识别符的第一条目，且所述第二预测器表包含具有第二道识别符的第二条目。所述目标表包含存储与第一道识别符相关联的第一提取地址的第一道和存储与第二道识别符相关联的第二提取地址的第二道。所述第一道和第二道与有效地址相关联。根据一个实施方案，第一道识别符和第二道识别符可“指向”类似道。根据另一实施方案，第一道识别符和第二道识别符可指向不同道。第一选择逻辑经耦合以基于有效提取地址和历史预测数据选择第一道识别符或第二道识别符作为道指针。第二选择逻辑被配置成基于所述道指针选择第一提取地址或第二提取地址作为经预测提取地址。通过相较于在不同预测器表处存储多个(且有时为相同的)提取地址，使用独立表(例如，目标表)存储多个提取地址，可减小开销的量。另外，历史预测数据可包含相较于整个提取地址的先前使用的提取地址的“简化版本”(例如，先前使用的提取地址的某些位)、与先前使用的提取地址的路径识别符相关联的数据，或两者的组合。提取地址的最高有效位可能不显著地从一个提取地址改变为另一提取地址。低阶位(或散列函数)可用以将特定提取地址减小为较小数目个位。根据一个实例，历史预测数据可包含每一先前使用的提取地址的目标表中的道数目(例如，道识别符)。因此，代替64位先前使用的提取地址，历史预测数据可包含用于每一先前使用的提取地址的某些位(例如，三到五位)以及用以识别每一先前使用的提取地址的道的相对少数目个位(例如，两到三位)。统一用于预测目标指令的提取地址的常规处理系统相比，此位减少可减小处理系统处的开销。根据本公开的另一实施方案，一种用于预测将提取的下一条指令的提取地址的方法包含在处理器处，基于有效提取地址和历史预测数据选择第一道识别符或第二道识别符作为道指针。第一预测器表包含具有所述第一道识别符的第一条目且第二预测器表包含具有所述第二道识别符的的第二条目。所述方法还包含基于所述道指针选择第一提取地址或第二提取地址作为经预测提取地址。目标表包含存储所述第一提取地址的第一道和存储所述第二提取地址的第二道。所述第一道和所述第二道与所述有效提取地址相关联。所述第一提取地址与所述第一道识别符相关联且所述第二提取地址与所述第二道识别符相关联。根据本公开的另一实施方案，一种非暂时性计算机可读媒体包含用于预测将提取的下一条指令的提取地址。所述命令在由处理器执行时致使所述处理器执行包含基于有效提取地址和历史预测数据选择第一道识别符或第二道识别符作为道指针的操作。第一预测器表包含具有所述第一道识别符的第一条目且第二预测器表包含具有所述第二道识别符的的第二条目。所述操作还包含基于所述道指针选择第一提取地址或第二提取地址作为经预测提取地址。目标表包含存储所述第一提取地址的第一道和存储所述第二提取地址的第二道。所述第一道和所述第二道与所述有效提取地址相关联。所述第一提取地址与所述第一道识别符相关联且所述第二提取地址与所述第二道识别符相关联。根据本公开的另一实施方案，一种用于预测将提取的下一条指令的提取地址的设备包含用于存储数据的装置。所述用于存储数据的装置包含多个预测器表和目标表。所述多个预测器表包含第一预测器表和第二预测器表。所述第一预测器表包含具有第一道识别符的第一条目，且所述第二预测器表包含具有第二道识别符的第二条目。所述目标表包含存储与第一道识别符相关联的第一提取地址的第一道和存储与第二道识别符相关联的第二提取地址的第二道。所述第一道和第二道与有效地址相关联。所述设备还包含用于基于所述有效提取地址和历史预测数据选择所述第一道识别符或所述第二道识别符作为道指针的装置。所述设备还包含用于基于所述道指针选择所述第一提取地址或所述第二提取地址作为经预测提取地址的装置。附图说明图1是可操作以预测目标指令的提取地址的处理系统；图2描绘包含在图1的处理系统中的预测器表；图3是用于预测目标指令的提取地址的方法；和图4是包含图1的处理系统的装置的框图。具体实施方式参考图1，示出了可操作以预测目标指令的提取地址的处理系统100。如本文中所使用，提取地址对应于存储器内的其中存储目标指令(例如，将执行的下一条指令)的地址的方位。处理系统100也可被称作“存储器系统”。如下文所解释，处理系统100可基于有效提取地址110预测目标指令的提取地址。根据一个实施方案，有效提取地址110可基于当前程序计数器(PC)值。处理系统100包含多个预测器表、全局历史表112、第一选择逻辑114、目标表118和第二选择逻辑120。根据一个实施方案，第一选择逻辑114包含第一多道复用器且第二选择逻辑120包含第二复用器。多个预测器表包含预测器表102、预测器表104、预测器表106和预测器表108。虽然示出了四个预测器表102-108，但在其它实施方案中，处理系统100可包含额外(或更少)预测器表。作为非限制性实例，在另一实施方案中，处理系统100可包含八个预测器表。每一预测器表102-108包含识别不同提取地址的多个条目。举例来说，预测器表102包含第一多个条目150，预测器表104包含第二多个条目160，预测器表106包含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于预测将提取的下一条指令的提取地址的设备，所述设备包括：存储器系统，其存储：多个预测器表，其包含第一预测器表和第二预测器表，所述第一预测器表包含具有第一道识别符的第一条目且所述第二预测器表包含具有第二道识别符的第二条目；和目标表，其包括：第一道，其存储与所述第一道识别符相关联的第一提取地址；和第二道，其存储与所述第二道识别符相关联的第二提取地址，所述第一道和所述第二道与有效提取地址相关联；第一选择逻辑，其经耦合以基于所述有效提取地址和历史预测数据选择所述第一道识别符或所述第二道识别符作为道指针；和第二选择逻辑，其被配置成基于所述道指针选择所述第一提取地址或所述第二提取地址作为经预测提取地址。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.24 US 15/192,7941.一种用于预测将提取的下一条指令的提取地址的设备，所述设备包括：存储器系统，其存储：多个预测器表，其包含第一预测器表和第二预测器表，所述第一预测器表包含具有第一道识别符的第一条目且所述第二预测器表包含具有第二道识别符的第二条目；和目标表，其包括：第一道，其存储与所述第一道识别符相关联的第一提取地址；和第二道，其存储与所述第二道识别符相关联的第二提取地址，所述第一道和所述第二道与有效提取地址相关联；第一选择逻辑，其经耦合以基于所述有效提取地址和历史预测数据选择所述第一道识别符或所述第二道识别符作为道指针；和第二选择逻辑，其被配置成基于所述道指针选择所述第一提取地址或所述第二提取地址作为经预测提取地址。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一选择逻辑包括第一多路复用器，且其中所述第二选择逻辑包括第二多路复用器。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述存储器系统另外包括存储所述历史预测数据的全局历史表。4.根据权利要求3所述的设备，其中所述历史预测数据包括一或多个先前间接分支的一或多个提取地址。5.根据权利要求4所述的设备，其中所述全局历史表存储所述一或多个提取地址中的每一提取地址的位的至少一部分或所述位部分的散列版本。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一条目是基于第一量的所述历史预测数据产生的，且其中所述第二条目是基于大于所述第一量的所述历史预测数据的第二量的所述历史预测数据产生的。7.根据权利要求6所述的设备，其中所述第一选择逻辑在所述第二条目匹配所述有效提取地址的情况下选择所述第二道识别符作为所述道指针。8.根据权利要求6所述的设备，其中所述第一选择逻辑在所述第二条目未能匹配所述有效提取地址且所述第一条目匹配所述有效提取地址的情况下选择所述第一道识别符作为所述道指针。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一预测器表包含第一数目个条目，且其中所述第二预测器表包含不同于所述第一数目个条目的第二数目个条目。10.根据权利要求1所述的设备，其中所述目标表中的每一道对应于所述多个预测器表中的道识别符。11.一种用于预测将提取的下一条指令的提取地址的方法，所述方法包括：在处理器处，基于有效提取地址和历史预测数据选择第一道识别符或第二道识别符作为道指针，其中第一预测器表包含具有所述第一道识别符的第一条目且第二预测器表包含具有所述第二道识别符的第二条目；和基于所述道指针选择第一提取地址或第二提取地址作为经预测提取地址，其中目标表包含存储所述第一提取地址的第一道和存储所述第二提取地址的第二道，所述第一道和所述第二道与所述有效提取地址相关联；其中所述第一提取地址与所述第一道识别符相关联且所述第二提取地址与所述第二道识别符相关联。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述处理器的第一多路复用器选择所述第一道识别符或所述第二道识别符，且其中所述处理器的第二多路复用器选择所述第一提取地址或所述第二提取地址。13.根据权利要求11所述的方法，其另外包括在所述处理器可存取的全局历史表处存储所述历史预测数据。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述历史预测数据包括一或多个先前间接分支的一或多个提取地址。15.根据权利要求14所述的方法，其另外包括在所述全局历史表处存储所述一或多个提取地址中的每一提取地址的最高有效位。16.根据权利要求11所述的方法，其另外包括：基于第一量的所述历史预测数据产生所述第一条目；和基于大于所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·克里希纳，G·赖特，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US