计算机应用››2013,第33卷››发行(07): 1903-1907.内政部:10.11772/j.issn.1001-9081.2013.07.1903

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基于指令距离的存储相关性预测方法

路冬冬,何军,杨剑新,王飙  

  1. 上海高性能集成电路设计中心 前端设计部,上海 201204
  • 收稿日期:2013-01-07 修回日期:2013-03-01 出版日期:2013-07-01 发布日期:2013-07-06
  • 通讯作者:路冬冬
  • 作者简介:路冬冬(1988-),男,河南安阳人,助理工程师,硕士研究生,主要研究方向:微处理器设计;何军(1980-),男,湖北汉川人,工程师,博士研究生,主要研究方向:微处理器设计;杨剑新(1976-),男,四川成都人,高级工程师,硕士,主要研究方向:微处理器设计、微处理器验证。

基于指令距离的内存依赖性预测方法

卢东东,何军、杨建新、王彪  

  1. 上海高性能集成电路设计中心前沿设计部,中国上海,邮编:201204
  • 收到:2013-01-07 修订过的:2013-03-01 在线:2013-07-06 出版:2013-07-01
  • 联系人:卢东东

摘要:存储相关性预测对于减少存储相关性冲突、提高微处理器性能具有十分重要的作用。针对传统相关性预测器硬件开销大、可实现性较差的缺点,通过对存储相关性的局部性分析,提出了一种基于指令距离的存储相关性预测方法。该方法充分利用了发生存储相关性冲突的指令在指令距离上的局部性,预测冲突指令的指令距离,进而控制部分访存指令的发射时机,大大减少了存储相关性冲突的次数。实验结果表明,在硬件开销约为1 KB的情况下,使用基于指令距离的相关性预测器后,每个时钟周期平均执行的指令数可以提高1.70%,最高可以提高5.11%。在硬件开销较小的情况下,较大程度提高了微处理器的性能。

关键词: 指令级并行, 访存指令, 存储相关性预测, 指令距离

摘要:内存相关性预测对于减少内存顺序冲突和提高微处理器性能具有非常重要的作用。然而,传统的方法通常具有较大的硬件开销和较差的可实现性。通过对内存依赖局部性的分析,提出了一种新的基于指令距离的内存预测器。与其他内存依赖预测器相比,该预测器充分利用了内存依赖对指令距离的局部性,预测了内存指令的冲突距离,控制了少数指令的推测,最终推导出内存顺序冲突的数量,提高了性能。仿真结果表明,在仅使用1KB硬件预算的情况下,平均每周期指令数(IPC)的加速比为1.70%,最大提高率为5.11%。在硬件开销较小的情况下,性能将大大提高。

关键词: 指令级并行性(ILP), 内存指令, 记忆依赖性预测, 指令距离

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