[发明专利]用于臆测分支预测优化的系统及其方法

说明书

技术领域

本发明是关于臆测分支预测技术，尤指用于适应性臆测分支预测优化的技术。

背景技术

为了提升处理器的效能，分支预测技术经常使用于处理器与其它处理装置。一种类型的分支预测包括臆测分支预测，藉的在第一条件分支预测完成后，在该第一条件分支预测的解析之前完成一个或多个臆测分支预测，其中完成的臆测分支预测的数目系归为可用的臆测分支预测深度。臆测分支预测通常是有利的，在于若采用臆测分支预测前的条件分支预测，则该臆测分支预测成为条件分支预测，且与该新的条件分支预测有关的指令系已预取的(pre-fetched)且可用于处理器的管线进行的执行。这导致处理器的管线的完全利用，因而防止处理器的停滞(stall)。然而，臆测分支预测可能是不利的，在于若不采用第一条件分支预测，则该管线在预取及加载与臆测分支预测有关的指令进入高速缓存及/或该管线本身中已浪费掉时间与电力。结果，该处理器也必须扩大能量与时间推进该管线，并且移除或忽略起因于错误预测分支的执行的资料。

因此，习知的处理装置可利用预定可用的臆测分支预测深度以尝试达成臆测分支预测的优点与缺点间的最理想的平衡。然而，当臆测分支预测命中/失误率(hit/miss rate)以及条件分支的平均数系有高度应用程序特定性(highly application specific)时，用于处理器所执行的某些或全部的应用程序的任何特定预先定义可用的臆测分支预测深度的选择通常证实是次佳的。于是，用于适应性臆测分支预测深度优化的系统与方法会是有利的。

发明内容

本发明提供一种方法，包含：定量发生在处理器执行一个或多个指令的期间的周期脉冲数；以及根据该周期脉冲数与预先定义值的比较，调整分支预测的可用深度。

本发明亦提供一种系统，包含：可操作以定量处理器的指令执行效率的第一部份；以及根据该指令执行效率以调整可用臆测分支预测深度的第二部份。

本发明又提供一种处理装置，包含：管线，该管线包含：预取模块，该预取模块包括耦合于指令高速缓存的第一输入、以及第一寄存器以储存代表可用分支预测深度的值，其中该可用分支预测深度代表该预取模块所要执行的臆测分支预测的最大数；以及执行模块，该执行模块可操作以执行一个或多个指令，该执行模块具有响应指令的执行以提供宣告信号的输出；臆测分支预测模块，该臆测分支预测模块包括：第一计数器，该第一计数器具有耦合于周期信号的输入、以及提供该周期信号的脉冲计数的表示的输出；第二计数器，该第二计数器具有耦合于该执行模块的输出的输入、以及提供被执行指令的计数的表示的输出；第二寄存器，该第二寄存器具有接收要计数的执行数的表示的输入、以及提供要计数的执行数的表示的输出；比较器，该比较器具有耦合于该第二计数器的第一输入、耦合于该第二寄存器的输出之第二输入、以及当该第一输入与该第二输入实质上相等时提供宣告信号的输出；第三寄存器，该第三寄存器具有耦合于该第一计数器的输出的第一输入、耦合于该比较器的输出的第二输入、以及响应该比较器提供的该宣告信号以提供该脉冲计数的表示的输出；移位器，该移位器具有接收该要计数的执行数的表示的第一输入、耦合于该第三寄存器的输出的第二输入、以及根据该要计数的执行数的表示与该脉冲计数的表示以提供对每个指令的脉冲数的表示的输出；以及深度调整模块，该深度调整模块具有耦合于该移位器的输出的第一输入、以及耦合于该第一寄存器的输入的输出，其中该深度调整模块可操作以在该输出提供第一值用于储存于该第一寄存器中，该第一值代表该可用臆测分支预测深度，其中深度调整模块进一步可操作根据用于指令的第一周期的对从该移位器接收的每一指令的脉冲的第一数与用于在该指令的第一周期后的指令的第二周期的对从该移位器接收的每一指令脉冲的第二数的比较，以调整指令的周期间的该第一值。

附图说明

图1是根据本发明的至少一个实施例的利用适应性臆测分支预测深度优化的例示处理装置的方块图；

图2是说明根据本发明至少一个实施例的图1的处理装置的例示臆测分支预测状态机的方块图；

图3是说明根据本发明的至少一个实施例的例示预测效率模块的方块图；以及

图4是说明根据本发明的至少一个实施例的用于决定最佳臆测分支预测深度的例示方法的流程图。

具体实施方式