[发明专利]在块原子数据流架构中提供存储器相依性预测

说明书

本发明公开在块原子数据流架构中提供存储器相依性预测。在一个方面中，提供一种存储器相依性预测电路。所述存储器相依性预测电路包括配置成存储多个预测器表条目的预测器表，所述预测器表条目各自包括存储指令标识符、块达到组和加载组。使用这一数据，所述存储器相依性预测电路在通过执行管道提取指令块后确定所述指令块是否含有达到相依加载指令的存储指令。如果是，那么将所述存储指令标记为具有待唤醒的相依加载指令。在一些方面，所述存储器相依性预测电路配置成确定所述指令块是否含有由存储指令达到的相依加载指令。如果是，那么所述存储器相依性预测电路延迟所述相依加载指令的执行。

优先权申请

本申请案要求2016年9月19日申请且标题为“在块原子数据流架构中提供存储器相依性预测(PROVIDING MEMORY DEPENDENCE PREDICTION IN BLOCK-ATOMIC DATAFLOWARCHITECTURES)”的美国专利申请案第15/269,254号的优先权，所述申请案以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开的技术大体上涉及存储器相依性预测，且确切地说，涉及块原子数据流架构中的存储器相依性预测。

背景技术

如本文中所使用，“块原子数据流架构”是一种计算机架构，其中计算机程序细分为数据流指令块，所述数据流指令块中的每一者包括以群组形式进行原子级提取、执行和提交的多个数据流指令。数据流指令按通过输入操作数的可用性确定的顺序执行(亦即，无论数据流指令的程序顺序如何，一旦其输入操作数全部可用就允许执行数据流指令)。数据流指令块内的加载指令和存储指令进行缓冲直到数据流指令块的执行完成为止，此时所有的加载指令和存储指令一起提交。

为了提高系统性能，基于块原子数据流架构的乱序处理器(out-of-orderprocessor； OoP)可采用存储器相依性预测技术来预测在指令执行时间时，加载指令与存储指令之间的相依性。成功的存储器相依性预测可使得OoP能够确保存储指令和其相依加载指令按正确顺序执行，因此避免存储器相依性违反。存储器相依性预测还可允许OoP推测性地执行乱序的其它加载指令和存储指令以防止处理器暂停，所述暂停可不利地影响性能。

然而，块原子数据流架构对存储器相依性预测提出了独特挑战。由于数据流指令在数据流指令块中的执行顺序不保证对应于程序顺序，因此OoP可能需要使其存储器相依性预测基于块层级信息而不是基于更细微的(finer-grained)指令层级信息。此外，OoP可能不能够有效地动态地确定是否将执行或提取存储器相依性预测所基于的加载指令。甚至搜索基于程序顺序的相依加载指令和对应存储指令可能是困难的，因为即使在提取数据流指令时在数据流指令块中也可能不存在数据流指令的严格排序。类似地，当在执行存储指令后“唤醒”相依加载指令时，OoP可能不能够依赖于相依加载指令和其对应存储指令的程序顺序。

发明内容