[发明专利]使用精减指令集核

说明书

背景技术

这一般涉及计算并且具体地涉及处理。

为了兼容先前各代处理器，后续一代通常包括对传统特征的支持。随着时间进展，这些传统特征中的一些变得越来越不常用，因为开发人员往往修订他们的程序以与最当前指令集一起工作。随着时间继续，需要支持的传统指令的数量持续增加。尽管如此，这些传统指令可能越来越不频繁地执行。

附图简述

参照以下附图描述一些实施例。

图1是本发明的一个实施例的流程图；

图2是本发明的一个实施例的示意图；

图3是本发明的另一实施例的流程图；

图4是本发明的又一实施例的流程图；以及

图5是本发明的又一实施例的硬件描绘。

详细描述

根据一些实施例，通过消除完全向后兼容所需要的一些指令，处理器可以用仅执行总指令的部分集的部分核来构建。因此，在一些实施例中，通过提供仅执行某些指令并且不执行向后兼容所需的其他指令的部分核，可降低功耗。不支持的指令可以按其他更加能量高效的方式来处理，使得总体处理器(包括该部分核)可完全向后兼容。但处理器核可操作在当前各代处理器中使用的指令体而不必支持传统指令。这可意味着在一些情况下，部分核处理器可以更加能量高效。

例如，部分核可以消除各种不同的指令。在一个实施例中，部分核可以消除微代码只读存储器依赖性。在这种情况下，部分核指令被实现为单操作指令。因而，指令得以用硬件进行直接转换，而不必从微代码只读存储器中提取对应的微操作，如同完全或非部分处理器通常做的那样。这可节省大量微代码只读存储器空间。

另外，现代编译器实际上使用完整核上可用的那些指令的仅一子集。作为最近二十年以来体系结构演化的结果，商用指令集体系结构具有可出于效率而被消除但以对向后兼容性的某种缺乏为代价的许多过时或无用的指令。

来自先前各代(例如，来自微软盘操作系统(DOS)的基于日期和分段的存储器保护体系结构的16位实模式、本地和全局描述符表)的特征出于向后兼容性的原因被继承下来。但大多数现代操作系统不再需要使用这些特征。因而，在一些实施例中，这些特征可从部分核中简单地除去。

因此，在一个实施例中，部分核可以是非传统或非向后兼容的。这可使得该核更加能量高效并且尤其适于嵌入式应用。其他示例可包括减少浮点和单指令多数据指令以及对高速缓存的支持的数量。在部分核的一个实施例中，可只实现整型和标量指令集体系结构子集。该同一概念可被扩展至浮点和矢量(单指令多数据)指令集以及通常由完全核实现的特征。该部分核仅仅是子集体系结构的实现，在一些实施例中，它可针对嵌入式应用。子集体系结构的其他实现包括不同数量的流水线阶段以及其他性能特征，如使这些部分核适于诸如个人计算机、平板、或服务器等的特定市场细分的无序、超级标量高速缓存。

因而，参考图1，在流水线10中，指令存储器12向指令提取单元14提供指令。这些指令随后在解码单元16处被解码。操作数提取18从数据存储器24中提取操作数以在执行单元20处执行。并且在写回22处，数据被写回至数据存储器24。

为了实现完全向后兼容性，不支持的指令可按不同的方式来处理。根据一个实施例，在图2中示出，可在流水线10中提供完全解码器16。在完全指令解码时，这一解码器检测未实现的指令并调用执行单元20中的预制处理程序34来用于这些指令。这些预制处理程序是处理特定指令或指令类型的专用设计。这些预制处理程序可以是基于软件或硬件的。

这一办法可以使用加速不支持指令的检测和执行处理程序的执行的完全成熟或完整的解码器。这些预制处理程序可以是基于软件或硬件的。

这一完全成熟的解码器加速不支持指令的检测和执行处理程序的执行。该解码器可被分成两部分：一个部分解码普遍执行的指令而第二部分解码较不频繁使用的指令。

因而参考图2，指令由解码单元16来接收。在这一实施例中，解码单元16可包括检测部分核32支持哪些指令(其可被描述为普遍执行的指令)和不支持哪些指令(其可被称为较不普遍或不频繁执行的指令)的指令解析器26。部分核所支持的指令由普遍执行的解码器28来解码并传递给部分核32。在一个实施例中，不普遍执行的或不支持的指令由解码器30解码并由执行单元20中的预制处理程序34来处理。