由易于得到的预取器准确性动态控制的指令预取器制造技术

一种由易于得到的预取器准确性动态控制的指令预取器。根据一个总体方面，设备可包括分支预测单元、提取单元和预取器电路或单元。分支预测单元可被配置为输出预测的指令。提取单元可被配置为从高速缓冲存储器提取下一指令。预取器电路可被配置为基于预测的指令与下一指令之间的关系将先前预测的指令预取到高速缓冲存储器中。

【技术实现步骤摘要】
由易于得到的预取器准确性动态控制的指令预取器本申请要求于2016年1月7日提交的专利技术名称为“由易于得到的预取器准确性动态控制的指令预取器”的第62/276,067号美国临时专利申请以及于2016年4月18日提交的第15/132,230号美国非临时专利申请的优先权。本先前提交的申请的主题通过引用包含于此。
本描述涉及预取数据，更具体地讲，涉及指令预取的控制。
技术介绍
在计算机系统架构中，指令预取是一种用于通过减少等待状态来加速程序的执行的技术。预取一般发生在处理器或处理器的子单元(例如，预取单元)在实际需要指令或数据块之前向主存储器请求指令或数据块时。一旦指令/数据块从主存储器或系统存储器返回，则指令/数据块通常被放置在高速缓冲存储器中。当做出从高速缓冲存储器访问指令/数据块的请求时，相比于假设必须向主存储器或系统存储器做出请求的情况，从高速缓冲存储器访问指令/数据块可快地多。因此，预取隐藏了存储器访问延迟。由于程序一般被顺序地执行，因此，当以程序的顺序对指令进行预取时，性能很可能最佳。可选地，预取可以是复杂分支预测算法的一部分，其中，处理器尝试预期计算的结果，并提前预取正确的指令。在计算机系统架构中，分支预测器或分支预测单元是试图在结果被实际计算出并已知之前预测将进行分支(例如，如果-则-否则(if-then-else)结构、跳转指令)的哪个路径的数字电路。分支预测器的目的通常是为了提高指令流水线中的流量。在很多现代流水线的微处理器系统架构中，分支预测器在实现高效性能方面扮演极其重要的角色。双路分支通常使用条件跳转指令来实现。条件跳转可以为“不跳转(nottaken)”并使用紧跟在条件分支之后的代码的第一分支来继续执行，或者条件跳转可以为“跳转(taken)”并跳转到存储代码的第二分支的程序存储器中的不同的位置。通常不能确定地知道条件跳转将是跳转还是不跳转，直到条件已被计算并且条件分支已经转到指令流水线中的执行阶段为止。在没有分支预测的情况下，处理器通常将不得不等待，直到流水线中在下一指令可进入提取阶段之前条件跳转指令已经转到执行阶段为止。分支预测器通过尝试猜测跳转指令最有可能跳转还是不跳转来试图避免这样的时间浪费。被猜测为最有可能的分支随后被提取并推测地执行。如果分支预测器检测出猜测的分支是错误的，则推测地执行或部分执行的指令通常被丢弃，并且流水线使用正确的分支重新开始，引发延迟。
技术实现思路
根据一个总体方面，一种设备可包括分支预测单元、提取单元和预取器电路或单元。分支预测单元可被配置为输出预测的指令。提取单元可被配置为从高速缓冲存储器提取下一指令。预取器电路可被配置为基于预测的指令与下一指令之间的关系将先前预测的指令预取到高速缓冲存储器中。根据另一总体方面，一种方法可包括：由预测电路预测将由处理器执行的预测的指令。所述方法可包括：由提取电路从高速缓冲存储器提取下一指令。所述方法还可包括：确定预测的指令与下一指令之间的关系是否满足一个或多个预定标准的集合。所述方法可包括：如果所述一个或多个预定标准的集合，则将预测的指令预取到高速缓冲存储器中。根据另一总体方面，一种设备可包括处理器、高速缓冲存储器、分支预测单元、提取单元和预取器电路或单元。处理器可被配置为执行指令。高速缓冲存储器可被配置为暂时存储指令。分支预测单元可被配置为输出预测的指令，其中，预测的指令被推测性地预测为将由处理器执行，其中，分支预测单元与提取单元分离。提取单元可被配置为从高速缓冲存储器提取下一指令。预取器电路可被配置为：响应于预测的指令与下一指令之间的关系满足一个或多个预定标准，将先前预测的指令预取到高速缓冲存储器中。在下面的附图和描述中陈述了一个或多个实施例的细节。通过描述和附图，以及通过权利要求，其他特征将是清楚的。结合多个附图中的至少一个附图充分地示出和/或描述了一种用于预取数据并更具体地用于控制指令的预取的系统和/或方法，在说明书中更加完整地阐述了所述系统和/或方法。附图说明图1是根据本公开的主题的系统的示例实施例的框图。图2是根据本公开的主题的设备的示例实施例的框图。图3是根据本公开的主题的设备的示例实施例的框图。图4是可包括根据本公开的主题的原理产生的装置的信息处理系统的原理框图。各种附图中的相同的参考标号表示相同的元件。具体实施方式以下，将参照附图对各种示例实施例进行更加全面地描述，在附图中示出了一些示例实施例。然而，本公开的主题可以以多种不同的形式来实现，并且不应该被解释为限于这里阐述的示例实施例。相反，提供这些示例实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将本公开的主题的范围全面地传达给本领域技术人员。在附图中，为了清晰，可能夸大层和区域的大小以及相对大小。将理解，当元件或层被称为“在……上”、“连接到”或“结合到”另一个元件或层时，它可直接在所述另一个元件或层上、直接连接到或结合到所述另一个元件或层，或者可存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在……上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一个元件或层时，不存在中间元件和层。相同的标号始终指代相同的元件。如这里使用的，术语“和/或”包括一个或多个关联的所列项的任何组合和全部组合。将理解，尽管可在这里使用术语“第一”、“第二”、“第三”等描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应该由这些术语限制。这些术语只是用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分进行区分。因此，在不脱离本公开的主题的教导的情况下，以下讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被称为第二元件、组件、区域、层或部分。为了描述简便，在这里可使用空间相对术语(诸如“在…以下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之上”、“上面的”等)来描述在附图中示出的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解，空间相对术语意图包含除了在附图中描述的方向之外的装置在使用或操作中的不同方向。例如，如果翻转在附图中的装置，则被描述为在其他元件或特征“下面”或“以下”的元件可被定向为在其他元件或特征的“上面”。因此，示例性术语“在…下面”可包含上面和下面的两个方向。装置可被另外定向(旋转90度或朝向其他方向)，并相应地解释这里使用的与空间相关的描述符。这里使用的术语仅是用于描述特定的示例实施例的目的，而意图不在于限制本公开的主题。如这里所使用的，除非上下文明确地另有指示，否则单数形式也意图包括复数形式。还将理解，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，表明存在描述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。在这里参照作为理想化的示例实施例(和中间结构)的示意图的截面图对示例实施例进行描述。因此，由于例如制造技术和/或公差导致的示图形状的变化是可预期的。因此，示例实施例不应被解释为限于这里示出的区域的特定形状，而是包括由于例如制造引起的形状上的偏差。例如，以矩形示出的注入区域通常将在其边缘上具有圆形的或弯曲的特征和/或注入浓度的梯度，而不是从注入区域到非注入的区域的突然变化。类似地，通过注入形成的埋入区可导致在埋入区和发生注入的表面之间的区域中的一些注入。因此，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于预取数据的设备，包括：分支预测单元，配置为输出预测的指令；提取单元，配置为从高速缓冲存储器提取下一指令；预取器电路，配置为基于预测的指令与下一指令之间的关系将先前预测的指令预取到高速缓冲存储器中。

【技术特征摘要】
2016.01.07 US 62/276,067;2016.04.18 US 15/132,2301.一种用于预取数据的设备，包括：分支预测单元，配置为输出预测的指令；提取单元，配置为从高速缓冲存储器提取下一指令；预取器电路，配置为基于预测的指令与下一指令之间的关系将先前预测的指令预取到高速缓冲存储器中。2.如权利要求1所述的设备，其中，预取器电路被配置为：如果预测的指令与下一指令之间的关系不满足预定标准，则限制预取。3.如权利要求1所述的设备，还包括：分支预测队列，配置为存储多个预测的指令中的一个或多个预测的指令，并使分支预测单元与提取单元分离。4.如权利要求3所述的设备，其中，分支预测队列将有效指令计数输出到预取器电路，其中，有效指令计数指示预测的指令与下一指令之间的关系。5.如权利要求1所述的设备，其中，预取器电路被配置为：如果预测的指令与下一指令之间的预测的指令的数量不超过阈值，则预取先前预测的指令。6.如权利要求1所述的设备，其中，预测的指令与下一指令之间的关系指示分支预测单元采用的推测的程度。7.如权利要求1所述的设备，其中，分支预测单元向预取器电路提供预测的指令的存储器地址。8.如权利要求1所述的设备，其中，分支预测单元使用预测的指令指示分支预测单元具有的预测的指令将被所述设备执行的置信程度；其中，预取器电路被配置为：如果置信程度处于或高于阈值，则预取预测的指令，如果置信程度低于阈值，则抑制预取预测的指令。9.一种用于预取数据的方法，包括：由预测电路预测将由处理器执行的预测的指令；由提取电路从高速缓冲存储器提取下一指令；确定预测的指令与下一指令之间的关系是否满足一个或多个预定标准的集合；如果满足所述一个或多个预定标准的集合，则将预测的指令预取到高速缓冲存储器中。10.如权利要求9所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·E·基钦，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR