According to one aspect, an auxiliary branch prediction management is provided in a processing system including a main branch predictor and an auxiliary branch predictor. The congruence class of the auxiliary branch predictor is located based on the error prediction indicator of the master branch predictor corresponding to the error predicted target address of the receiver and the master branch predictor. Identify an entry in a congruent class that has one or more other entries set to the lowest level of auxiliary usefulness relative to the congruent class. Install auxiliary data corresponding to the target address that was wrongly predicted into the entry. Based on the installation of auxiliary data, the auxiliary accessibility level of the entry is reset to the initial value.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用有用性跟踪的辅助分支预测
技术介绍
本专利技术一般涉及计算机处理系统，并且更具体地涉及在处理系统中利用有用性跟踪的辅助分支预测。计算机处理器中的指令流水线通过使用多个流水线阶段处理指令来提高指令执行吞吐量，其中多个阶段可以并行地作用于一个指令流的不同指令。如果处理器在流水线的取指令阶段中取得下一条指令之前，要一直等待到在流水线的执行阶段中解析了条件分支指令，则指令流中的条件分支指令可能导致流水线停顿。分支预测器可能尝试猜测是否将成立条件分支。分支预测器还可以包括分支目标预测，该分支目标预测在通过解码并执行指令本身来计算指令之前尝试猜测所成立的条件分支或无条件分支的目标。分支目标可以是基于偏移的计算地址和/或通过寄存器的间接引用。如果分支被错误预测，会导致吞吐量损失。分支目标缓冲器(BTB)可以用于基于分支指令的地址来预测被预测成立的分支指令的目标。通过预测分支指令的目标，不必等待分支指令到达流水线的执行阶段来计算分支目标地址，可以防止流水线停顿。通过执行分支目标预测，分支的目标指令解码可以在与分支指令相同的周期或之后的周期执行，而不会在分支指令与被预测成立的分支指令...
【技术保护点】
1.一种用于管理处理系统中的辅助分支预测的方法，所述处理系统包括主分支预测器和辅助分支预测器，所述方法包括：基于接收与所述主分支预测器的被错误预测的目标地址对应的主分支预测器错误预测指示符，定位所述辅助分支预测器的同余类；识别所述同余类中的一个条目，所述条目具有相对于所述同余类的一个或多个其他条目设置为最低有用级别的辅助有用性级别；将与所述被错误预测的目标地址对应的辅助数据安装到所述条目中；基于安装所述辅助数据，将所述条目的所述辅助有用性级别重置为初始值；在所述辅助数据已被安装到所述条目中、并且所述辅助分支预测器使用所述辅助数据来正确地预测分支或者所述条目的所述辅助有用性级...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.15 US 14/969,4921.一种用于管理处理系统中的辅助分支预测的方法，所述处理系统包括主分支预测器和辅助分支预测器，所述方法包括：基于接收与所述主分支预测器的被错误预测的目标地址对应的主分支预测器错误预测指示符，定位所述辅助分支预测器的同余类；识别所述同余类中的一个条目，所述条目具有相对于所述同余类的一个或多个其他条目设置为最低有用级别的辅助有用性级别；将与所述被错误预测的目标地址对应的辅助数据安装到所述条目中；基于安装所述辅助数据，将所述条目的所述辅助有用性级别重置为初始值；在所述辅助数据已被安装到所述条目中、并且所述辅助分支预测器使用所述辅助数据来正确地预测分支或者所述条目的所述辅助有用性级别低于训练阈值之后，在随后确定为所述条目设置主分支预测器错误预测指示符时，提高所述条目的所述辅助有用性级别；基于确定所述同余类的所有条目的辅助有用性级别高于降低阈值，同等地降低所述同余类的所有条目的辅助有用性级别；以及基于确定所述同余类的两个条目的辅助有用性级别已经达到最大值，同等地降低所述同余类的所有条目的辅助有用性级别。2.如权利要求1所述的方法，还包括：基于搜索地址并行地搜索所述主分支预测器和所述辅助分支预测器以进行分支预测；基于确定所述辅助分支预测器的匹配条目的辅助有用性级别高于有用性阈值，从所述辅助分支预测器选择与所述搜索地址对应的辅助预测器分支目标；以及基于确定所述辅助分支预测器的匹配条目的辅助有用性级别低于所述有用性阈值，从所述主分支预测器选择与所述搜索地址对应的主预测器分支目标。3.如权利要求1所述的方法，其中识别所述同余类中的所述条目进一步包括：检查在所述同余类中的多个条目中的每个条目的保护限制，所述保护限制识别每个条目是受保护还是不受保护免于被重写；以及识别所述同余类中的条目，所述条目的辅助有用性级别被设置为所述同余类中不受保护的条目中的最低有用级别。4.如权利要求3所述的方法，还包括：在安装所述辅助数据之后，将所述条目的所述保护限制初始化为非零值；基于确定所述条目的辅助有用性级别超过保护阈值，将所述条目的保护限制重置为所述非零值；基于在所述条目的所述保护限制中具有零值，将所述条目识别为不受保护；基于在所述条目的所述保护限制中具有非零值，将所述条目识别为受保护；以及基于防止安装受保护的最低有用条目，减小所述受保护的最低有用条目的保护限制。5.如权利要求3所述的方法，其中识别所述同余类中的所述条目进一步包括：检查所述同余类以查找无效条目；基于在所述同余类中定位到所述无效条目，将所述无效条目识别为用于更新的条目并且将所述条目的有效性设置为有效；以及基于确定在所述同余类中不存在无效条目，识别具有相对于所述同余类的一个或多个其他条目设置为最低有用级别的辅助有用性级别的所述同余类中的条目。6.如权利要求1所述的方法，还包括：将多个最近成功安装的记录存储到先前安装队列中的所述辅助分支预测器中；基于在所述先前安装队列中定位到匹配记录，防止对所述辅助分支预测器的新安装；以及在队列刷新周期过去之后，使所述先前安装队列无效。7.如权利要求6所述的方法，还包括：基于确定所述主分支预测器的引用条目已被无效，使所述辅助分支预测器中的被引用条目无效，其中所述主分支预测器的所述引用条目对应于所述辅助分支预测器中的所述被引用条目；以及基于使所述辅助分支预测器中的所述被引用条目无效，使所述先前安装队列中的被引用条目的记录无效，或者使所述先前安装队列完全无效。8.一种用于管理辅助分支预测的处理系统，所述处理系统包括：主分支预测器，其包括多个主分支预测结构；包括多个同余类的辅助分支预测器，每个所述同余类包括多个条目；以及辅助安装和更新控制器，其可操作来执行：基于接收与所述主分支预测器的被错误预测的目标地址对应的主分支预测器错误预测指示符，定位所述辅助分支预测器的同余类；识别所述同余类中的一个条目，所述条目具有相对于所述同余类的一个或多个其他条目设置为最低有用级别的辅助有用性级别；将与所述被错误预测的目标地址对应的辅助数据安装到所述条目中；基于安装所述辅助数据，将所述条目的所述辅助有用性级别重置为初始值；在所述辅助数据已被安装到所述条目中、并且所述辅助分支预测器使用所述辅助数据来正确地预测分支或者所述条目的所述辅助有用性级别低于训练阈值之后，在随后确定为所述条目设置主分支预测器错误预测指示符时，提高所述条目的所述辅助有用性级别；基于确定所述同余类的所有条目的辅助有用性级别高于降低阈值，同等地降低所述同余类的所有条目的辅助有用性级别；以及基于确定所述同余类的两个条目的辅助有用性级别已经达到最大值，同等地降低所述同余类的所有条目的辅助有用性级别。9.如权利要求8所述的处理系统，还包括：主搜索和命中控制器，其基于搜索地址搜索所述主分支预测器以进行分支预测；辅助搜索和命中控制器，其与所述主搜索和命中控制器并行地搜索所述辅助分支预测器；以及目标地址选择器，可操作来执行：基于搜索地址并行地搜索所述主分支预测器和所述辅助分支预测器以进行分支预测；基于确定所述辅助分支预测器的匹配条目的辅助有用性级别高于有用性阈值，从所述辅助分支预测器选择与所述搜索地址对应的辅助预测器分支目标；以及基于确定所述辅助分支预测器的匹配条目的辅助有用性级别低于所述有用性阈值，从所述主分支预测器选择与所述搜索地址对应的主预测器分支目标。10.如权利要求8所述的处理系统，其中识别所述同余类中的所述条目进一步包括：检查在所述同余类中的每个条目的保护限制，所述保护限制识别每个条目是受保护还是不受保护免于被重写；以及识别所述同余类中的条目...
【专利技术属性】
技术研发人员：JJ博纳诺，小迈克尔J卡迪根，MD海兹曼，BR普拉斯基，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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