[发明专利]一种混合分支预测算法的仲裁方法

说明书

本发明公开一种混合分支预测算法的仲裁方法，包括如下步骤：S1、PC分别输入三个算法模块并获得结果TAGE_RESULT、LOOP_RESULT和SF_RESULT；S2、PC判断使用SF预测结果的条件是否满足，如果满足则最终预测结果为SF_RESULT；若不满足，则进入步骤S3；S3、判断LOOP预测算法内部设置的权重计数器的值是否为最大值，为最大值时，则最终预测结果为LOOP_RESULT；若不是，则进入步骤S4；S4、TAGE预测算法的结果TAGE_RESULT作为最终结果。优点：本发明方法，实现了对TAGE、LOOP和SF三种分支预测算法预测结果的合理仲裁，提高了分支预测精度。

技术领域

本发明涉及一种混合分支预测算法的仲裁方法，属于处理器设计技术领域。

背景技术

在处理器中，cache和分支预测模块很大程度影响了处理器的性能，提高分支预测的准确率是提升处理器性能的关键。现代处理器设计中往往采用多种算法的结合的方式来提高其准确率。本专利主要是针对条件跳转指令的相关预测算法，TAGE(taggedgeometric)、SF(statistical filter)、LOOP三种预测算法的仲裁方案，其中TAGE预测算法虽然能够很好地预测带有历史相关性的分支指令，但是对于与历史无关但又具有强烈的偏移方向的分支指令，其预测效果较差因此有人提出了SF算法。当检测到与历史无关的分支指令时，SF预测结果就会取代TAGE的预测结果，从而使预测结果的准确性在原有预测器的基础上得到了提升。又因为循环的最后一条指令的方向与之前的方向是不同的，TAGE SF两种预测算法对于循环的最后一条分支指令的预测难度较大。因此对于此类循环指令有人提出了LOOP预测算法，该算法适用于对循环退出的预测。以上三种不同预测算法对于相同的指令会产生不同的预测结果，因此针对三种算法的仲裁方案会严重影响预测器的预测精度，进而影响处理器性能。

发明内容

本发明提出一种混合分支预测算法的仲裁方法，采取的技术方案为：

一种混合分支预测算法的仲裁方法，包括如下步骤：

S1、PC分别输入三个算法模块，TAGE预测算法、LOOP预测算法和SF预测算法，PC会获得TAGE预测算法的结果TAGE_RESULT，LOOP预测算法的结果LOOP_RESULT和SF预测算法的结果SF_RESULT；

S2、PC判断使用SF预测结果的条件是否满足，如果满足则最终预测结果为SF_RESULT；若不满足，则进入步骤S3；

判断方法为：增加SF预测算法内的饱和计数器的位宽到6bit；当同时满足下面三个条件，则将SF_RESULT作为最终预测结果；

三个条件分别为：a、PC在SF预测算法内可以寻址到对应的项；b、PC在SF预测算法内寻址到的项，且该项的饱和计数器为高4bit为0或为1，此时该项的饱和计数器结果为较强属性；c、PC在TAGE预测算法中寻址到的项，该项的饱和计数器结果为非强属性；

S3、判断LOOP预测算法内部设置的权重计数器的值是否为最大值，当权重计数器的值为最大值时，则最终预测结果为LOOP_RESULT；若不是，则进入步骤S4；

判断方法为：设置权重计数器为4bit，LOOP预测算法在循环退出并且在对应指令执行后发现预测方向正确时，权重计数器的值只要不为最大值就加1，PC在LOOP预测算法内可以寻址到对应的项，并且该项的权重计数器的值为最大值时，将LOOP预测算法的预测结果LOOP_RESULT作为最终结果；

S4、TAGE预测算法的结果TAGE_RESULT作为最终结果。

本发明方法中，提及的TAGE预测算法、LOOP预测算法和SF预测算法，三种预测算法，均为已知技术，本领域技术人员已知。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

本发明方法，实现了对TAGE、 LOOP 和SF三种分支预测算法预测结果的合理仲裁的实现方案，提高了分支预测精度。

附图说明