[发明专利]加载-储存相关性预测器内容管理

说明书

技术领域

本发明总体上涉及处理器，更特别地，涉及处理器中管理加载-储存相关性的方法和枳制。

背景技术

超标量处理器试图通过在每个时钟周期发布并执行多条指令并且通过采用符合设计的最高可行时钟频率来获得高性能。提高每时针周期执行的指令擞量的一种方式是采取乱序执行(out of order execution)。在乱序执行中，与程序序列(或“程序顺序”)中指定的顺序相比，可采取不同的顺序执行指令。

一些处理器在乱序和/或推理性地调度指令方面尽可能地激进以试图最大化所实现的性能增益。例如，希望在较老的储存存储器操作之前调度加载存储器操作，因为加载存储器操作更一般地具有相关指令。然而在某些情况下，加载存储器操作可能依赖于较老的储存存储器操作(例如，储存存储器操作更新了加载存储器操作所访问的至少一个字节)。在这种情况下，如果在储存存储器操作之前执行加载存储器操作，则加载存储器操作将被错误地执行。如果加载存储器操作在相关的较老储存存储器操作之前执行，则处理器可能需要被清除和重定向，这会降低处理器性能。

如果在程序顺序中操作在另一操作之前，那么该操作比另一操作要老。如果在程序顺序中操作跟随在另一操作之后，那么该操作比另一操作要年青。类似地，操作可以被表示为在另一操作之前或者跟随在其后，或者可以被称为先前操作、在前操作、随后操作等。这种引用可以涉及操作的程序顺序。此外，“加载存储器操作”或“加载操作”可以涉及教据从存储器或高速缓存到处理器的传输，“储存存储器操作”或“储存操作”可以涉及数据从处理器到存储器或高速缓存的操作。这里“加载操作”和“储存澡作”可以被更简洁地分别称为“加载”和“储存”。

虽然加载和储存之间的相关性是动态的，但是防止这些事件的机制通常本质上是静态的。因此，为了防止加载-储存对的乱序违规，处理器更可能过度补偿而不是激进地乱序调度。在这种情况下，处理器将不必要地强制指令按顺序。如果不再要求相关性但仍然强制执行，那么存储器级别的并行性将被降低，处理器效率下降。

发明内容

提出用于预测加载-储存相关性的系统、装置、处理器和方法。处理器可至少包括派遣单元、加载-储存相关性预测器、以及保留站。当检测到较新加载和相关的较老储存之间的顺序违规时，这构成用于加载-储存相关性预测器的训练事件。在加载-储存对已经被训练之后，加载下次经过派遣单元时，预测器可以添加相关性到该加载。这种添加的相关性表示，该加载直到储存已经被调度才被调度出保留站。

在一实施例中，预测器表可用来储存已发现相关的加载-储存对。当较新加载在共享地址相关性的较老储存之前发布时，可以在预测器表格中分配一条目，在一实施例中，该条目可以与用于该储存的储存程序计数器(PC)的至少一部分以及用于加载的加载PC值的至少一部分相关联。预测器表中的每个条目还可以包括计数器字段，计数器字段可表示用于该特定加载-储存对的数据相关性预测的强度。计数器字段允须预测的相关性在它们失效或不再有效时被关闭。

计数器字段的值还可以影响预测器表的替换策略。替换指针可以持续扫描预测器的条目并且查找具有低计数量值的条目。在一实施例中，每次坊问预测器表时，替换指针可以前进。当替换指针发现计数器值为零的条目时，则指针可以停在该条目。当为新的相关加载-储存对分配新条目时，则指针所指的计数器等于零的现有条目可以被用于新条目。

对于本领域普通技术人员而言，通过下面对这里给出的方案的详细说明，这些和其它特征和优点将变得显而易见。

附图说明

结合附图参考以下说明，可以更好地理解所述方法和机制的以上和其它优点，附图中：

图1示出集成电路的一部分的一实施例。

图2是示出处理器核的一实施例的框图。

图3是示出映射/派遣单元和保留站的一实施例的框图。

图4示出加载-储存相关性预测器表的一实施例。

图5是示出在加载-储存相关性预测器表中使用的计数器值的表示的一实施例的框图。

图6是示出处理加载操作的方法的一实施例的概括流程图。

图7是示出用于调整加载-储存相关性预测强度指示符的方法的一实施例的概括流程图。

图8是示出用于替换加载-储存相关性预测器表中的条目的方法的一实施例的概括流程图。

图9是系统的一实施例的框图。

图10是计算初可读介质的一实施例的框图。