用于控制分支预测的装置和方法制造方法及图纸

提供了用于控制分支预测的装置和方法。该装置具有用于执行指令的处理电路，以及分支预测电路，其包括用于为要被处理电路执行的分支指令预测目标地址的多个分支预测机制。分支指令包括多个分支类型，其中一个分支类型是返回指令。分支预测机制包括返回预测机制，当分支预测电路检测到返回指令时，返回预测机制被默认使用来预测目标地址。然而，分支预测电路响应于指示出在使用返回预测机制来为给定返回指令预测目标地址时的目标地址的误预测的触发条件，而切换到使用替换分支预测机制来为给定返回指令预测目标地址。已发现这在某些情形中改善了性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制分支预测的装置和方法
本技术涉及用于控制分支预测的装置和方法。
技术介绍
数据处理装置可具有分支预测电路，用于在分支指令被实际执行之前预测分支指令的结果。通过在分支指令被实际执行之前预测分支结果，分支之后的后续指令可开始被取得并且在分支指令的执行完成之前被推测性地执行，从而如果预测正确，则节省了执行，因为与只在一旦实际知道了分支的结果才取得后续指令的情况相比，后续指令可被更早地执行。为了从分支预测的使用获得最优的性能益处，希望由分支预测电路作出的预测尽可能准确，以便减少在使用分支预测电路时出现的误预测的数目。
技术实现思路
在一个示例配置中，提供了一种装置，包括：处理电路，用于执行指令；以及分支预测电路，包括多个分支预测机制，这多个分支预测机制用于为要被处理电路执行的分支指令预测目标地址，分支指令包括多个分支类型，其中一个分支类型是返回指令；其中分支预测机制包括返回预测机制，当分支预测电路检测到返回指令时，返回预测机制被默认使用来预测目标地址；分支预测电路响应于触发条件而切换到使用替换分支预测机制来为给定返回本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：/n处理电路，用于执行指令；以及/n分支预测电路，包括多个分支预测机制，所述多个分支预测机制用于为要被所述处理电路执行的分支指令预测目标地址，所述分支指令包括多个分支类型，其中一个分支类型是返回指令；/n其中所述分支预测机制包括返回预测机制，当所述分支预测电路检测到返回指令时，所述返回预测机制被默认使用来预测目标地址；/n所述分支预测电路响应于触发条件而切换到使用替换分支预测机制来为给定返回指令预测目标地址，所述触发条件指示出在使用所述返回预测机制来为所述给定返回指令预测目标地址时对目标地址的误预测。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180329 US 15/939,8271.一种装置，包括：
处理电路，用于执行指令；以及
分支预测电路，包括多个分支预测机制，所述多个分支预测机制用于为要被所述处理电路执行的分支指令预测目标地址，所述分支指令包括多个分支类型，其中一个分支类型是返回指令；
其中所述分支预测机制包括返回预测机制，当所述分支预测电路检测到返回指令时，所述返回预测机制被默认使用来预测目标地址；
所述分支预测电路响应于触发条件而切换到使用替换分支预测机制来为给定返回指令预测目标地址，所述触发条件指示出在使用所述返回预测机制来为所述给定返回指令预测目标地址时对目标地址的误预测。


2.如权利要求1中要求保护的装置，其中所述分支预测电路被布置为为一个或多个返回指令维护预测控制信息，对于每个返回指令，所述预测控制信息识别出所述触发条件是否存在，从而对于每个返回指令控制该返回指令的目标地址是利用所述返回预测机制还是利用所述替换分支预测机制来预测。


3.如权利要求2中要求保护的装置，其中当所述处理电路执行所述给定返回指令时，所述处理电路被布置为确定由所述分支预测电路确定的目标地址是否正确，并且向所述分支预测电路提供指示出由所述分支预测电路确定的目标地址是否正确的反馈信息，所述分支预测电路被布置为使用所述反馈信息来维护所述预测控制信息。


4.如权利要求2或权利要求3中要求保护的装置，其中：
所述预测控制信息包括置信指示，该置信指示针对关联的返回指令指示出当使用所述返回预测机制来为该关联的返回指令预测目标地址时观察到的误预测的水平；并且
当由所述置信指示所指示的误预测的水平达到所选择的误预测的水平时，所述触发条件存在。


5.如权利要求4中要求保护的装置，其中所选择的误预测的水平包括所述处理电路对于所述关联的返回指令确认的单个误预测实例，使得在该单个误预测实例之后，所述置信指示使得所述分支预测电路使用所述替换分支预测机制来为所述关联的返回指令的至少一个后续实例预测目标地址。


6.如权利要求4中要求保护的装置，其中所选择的误预测的水平包括所述处理电路对于所述关联的返回指令确认的所确定的多个误预测实例，对于每个误预测实例，所述分支预测电路被布置为调整所述置信指示的值，使得在所确定的多个误预测实例之后，所述置信指示具有指示所述触发条件的值，以使得所述分支预测电路使用所述替换分支预测机制来为所述关联的返回指令的至少一个后续实例预测目标地址。


7.如权利要求6中要求保护的装置，其中所述置信指示被初始化到初始值，并且所述分支预测电路被布置为响应于每个误预测实例而递增所述置信指示。


8.如权利要求7中要求保护的装置，其中，在所述置信指示大于所述初始值时，所述分支预测电路被布置为响应于每个正确预测实例而递减所述置信指示。


9.如任一在前权利要求从属于权利要求2时要求保护的装置，其中：
所述多个分支预测机制包括分支目标缓冲器，所述分支目标缓冲器具有多个条目，每个条目维护存储器地址指示和分支类型指示以识别出与所述存储器地址指示相关联地预测的分支指令的分支类型，其中所述分支类型指示被默认地使用来确定用于为由该条目预测的分支指令预测目标地址的分支预测机制。


10.如权利要求9中要求保护的装置，其中所述分支目标缓冲器被布置为在每个下述条目中维护所述预测控制信息：对于该条目预测的分支类型是返回指令。


11.如权利要求10中要求保护的装置，其中所述预测控制信息被编码有所述分支类型指示，使得...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢卡·纳斯西，胡德哈法·布兹古鲁，纪尧姆·伯比内斯，
申请(专利权)人：ARM有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB