[发明专利]在基于处理器系统中基于负载路径历史使用地址预测表以提供负载地址预测

说明书

实施方式中所公开的方面包含在基于处理器的系统中基于负载路径历史使用地址预测表以提供负载地址预测。在一个方面中，负载地址预测引擎提供含有多个负载地址预测表项的负载地址预测表。每一负载地址预测表项包含用于负载指令的预测子标记字段及存储器地址字段。所述负载地址预测引擎基于用于所检测到的负载指令的识别符及负载路径历史产生表索引及预测子标记。所述表索引用于查找对应的负载地址预测表项。如果所述预测子标记匹配对应于所述表索引的所述负载地址预测表项的所述预测子标记字段，那么所述负载地址预测表项的所述存储器地址字段被提供作为用于所述负载指令的所预测的存储器地址。

优先权要求

本申请案要求在2016年3月31日申请且题为“在基于处理器系统中基于负载路径历史使用地址预测表以提供负载地址预测(PROVIDING LOAD ADDRESS PREDICTIONS USINGADDRESS PREDICTION TABLES BASED ON LOAD PATH HISTORY IN PROCESSOR-BASEDSYSTEMS)”的第15/087,069号美国专利申请案的优先权，所述申请案全文据此以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明的技术大体上涉及在通过基于处理器的系统执行计算机程序期间改进负载指令的执行时延，且详言之涉及加速处理器中负载指令及负载依赖型指令的执行。本发明的技术大体上涉及在通过基于处理器的系统执行计算机程序期间改进负载指令的执行时延，且详言来说涉及加速处理器中负载指令及负载依赖型指令的执行。

背景技术

常规的处理器能够在每个处理器时钟循环期间提取及执行若干程序指令。为保证程序指令的正确执行，处理器监视、检测且尝试满足程序指令间的地址与数据相依性。举例来说，处理器可确定生产方与消耗方关系存在于负载指令与后续存储指令之间，且因此可试图确保在允许执行存储指令之前，由负载指令产生的结果可用。

确保满足数据相依性对于负载指令尤其关键，这是因为负载指令可表示由处理器执行的程序指令的总数目的相当大的部分。然而，满足用于负载指令的数据相依性可能不利地影响此些负载指令的执行时延。负载指令的执行速度可常常视所搜索的数据在基于处理器的系统的存储器阶层(例如，在层级1(L1)高速缓存存储器、层级2(L2)高速缓存存储器及/或系统存储器中，作为非限制性实例)中的位置而变化。作为一般原理，数据愈接近处理器存储，要求所述数据的负载指令可愈早执行。因此，数据存取时间的此变化性可能不利地影响依赖型负载指令(即，消耗由先前负载指令产生的数据值的指令)的执行时延，这是因为依赖型负载指令必须等待，直到先前负载指令被执行为止。

归因于此数据存取时延变化性，常规的处理器优化已集中于(例如，经由数据预取)加速负载指令的执行及/或(例如，经由数据值预测)加速依赖型负载指令的执行。数据预取涉及将被预期或预测为将由负载指令参考的数据值检索到更高高速缓存存储器层级(例如，L1高速缓存存储器)，以使得负载指令能够以更及时的方式执行。数据值预测是尝试通过预测将由先前负载指令产生的数据值来加速依赖型负载指令的执行且使得依赖型负载指令使用所预测的数据值进行执行的一种技术。当进行负载指令的后续执行时，所预测的数据值可经确认为有效的，或经取消确认为错误预测的。如果所预测的数据值经确定为错误预测的，那么执行恢复动作，包含清空及使用错误预测的数据值重新执行指令。

数据预取及/或数据值预测及其它优化的使用可产生大量的性能增益，但可能需要提供进一步改进此些优化的性能的机构。

发明内容