[发明专利]微处理器以及微处理器操作方法

说明书

本申请是申请日为2014年6月6日、申请号为201410251303.0、发明名称为“微处理器以及微处理器操作方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种微处理器以及其操作方法，特别涉及根据微处理器中所累计已执行的指令的特性的历史记录进行预测的微处理器以及其操作方法。

背景技术

现今微处理器利用不同的预测技术以改进执行效能。举例来说，分支预测器(branch predictor)用以预测是否会执行分支指令，若执行分支指令，则预测分支指令的目标地址。动态分支预测累计不同分支指令执行所输出的历史记录，以及根据历史记录进行预测。动态分支预测的预测精准度很大程度与可累计的历史记录的数量有关。只要在既定时间内通过程序执行小到可以包含在预测历史记录中的一组分支指令，则精准度可能非常高。

然而，预测精准度会因某些事件而大幅降低。上述事件之一为当其他程序运行时，目前正在运行的程序暂时中断的状况。举例来说，通过网络接口控制器接收分组，将发出一中断信号至处理器。处理器将操作系统的控制转换为提供中断，这将造成目前所运行的程序A暂时中断，直到操作系统将控制恢复以运行程序A为止。当处理器执行操作系统的分支指令时，将影响程序A的分支预测的历史记录。对程序A的预测分支而言，很有可能会降低的分支预测器的精准度。

发明内容

本发明一实施例提供一种微处理器。微处理器包括一预测单元以及一控制单元。控制单元用以控制预测单元累计由微处理器所执行的指令的特性的历史记录，以及在微处理器运行第一线程时根据历史记录预测后续指令。控制单元还检测自运行第一线程至运行与第一线程不同的第二线程(thread)之间的第一转变。控制单元还控制预测单元在运行第二线程时选择性地暂停累计历史记录并利用历史记录进行预测。控制单元用以控制预测单元将响应于第一转变的预测单元的历史记录的第一状况存储至存储器。控制单元检测从运行第二线程至第三线程的第二转变，以及检测第一线程以及第三线程的处理是否部分相同。当第一线程以及第三线程的处理部分相同，预测单元恢复累计上述历史记录及恢复利用历史记录进行预测。当第一线程以及第三线程的处理部分不相同，预测单元将响应于第二转变的存储器的历史记录的第二状况载入至预测单元，以及预测单元恢复累计历史记录及恢复利用历史记录进行预测。

本发明另一实施例提供一种执行微处理器的方法。方法包括累计由微处理器所执行的指令的特性的历史记录，以及于微处理器运行第一线程时根据历史记录预测后续指令。方法还包括检测自运行第一线程至运行第二线程之间的第一转变。方法还包括于运行第二线程时选择性地暂停累计历史记录并利用历史记录进行预测。方法还包括预测单元将响应于第一转变的预测单元的历史记录的第一状况存储至存储器。方法还包括检测从运行第二线程至第三线程的第二转变，以及检测第一线程以及第三线程的处理是否部分相同。当第一线程以及第三线程的处理部分相同，预测单元恢复累计上述历史记录及恢复利用历史记录进行预测。当第一线程以及第三线程的处理部分不相同，预测单元将响应于第二转变的存储器的历史记录的第二状况载入至预测单元，以及预测单元恢复累计历史记录及恢复利用历史记录进行预测。

附图说明

图1是显示一微处理器的方块图。

图2是描述图1所示的微处理器的操作流程图。

图3是根据一替代实施例描述图1所示的微处理器的操作流程图。

图4是根据另一替代实施例描述图1所示的微处理器的操作流程图。

【符号说明】

100～微处理器

102～分支预测单元

104～数据预取单元

106～存储冲突预测单元

108～历史记录存储器

109～预测单元

111～现有特权等级寄存器

112～保存最佳化信息的存储器

113～引退指令计数器

114～效能计数器

124～控制单元

132A、132B、132C～预测历史记录

202、212、222、232、242、311、313、315、333、335、413、433、435～流程方块

具体实施方式