[发明专利]采用置信度和采样的写后读危险预测器

说明书

公开一种采用置信度和采样的写后读危险预测器。一种处理器包括：置信度/采样写后读(RAW)重新同步预测器(CSRRP)，被配置为接收将被执行的指令的地址，存储包括指令的地址和置信度得分的CSRRP条目，并基于置信度得分确定是否将指令作为重新同步预测存储(RPS)执行，其中，置信度得分指示将指令作为RPS执行是否将避免写后读重新同步意外处理(RRE)惩罚。

本申请要求于2014年1月7日在美国专利商标局提交的第61/924371号美国临时申请以及于2014年11月25日在美国专利商标局提交的第14/553055号美国临时申请的权益，所述临时申请的公开通过引用全部合并于此。

技术领域

与示例性实施例一致的方法和设备涉及预测写后读(RAW，Read-After-Write)危险，更具体地讲，涉及一种对RAW预测器进行动态采样以优化RAW危险的预测的方法和设备。

背景技术

处理器通常依靠于不按顺序地执行加载和存储指令以实现更高的性能。当对于存储器中的地址的更晚的加载指令在对于存储器中的相同地址的更早的存储指令之前被执行，并且存储的数据没有被正确地转发到所述加载时，这被称为写后读(RAW)危险，其中，加载指令使用了坏的加载数据。当RAW危险发生时，处理器通常需要通过执行高昂代价的RAW重新同步意外处理(RRE，RAW Resynchronization Exception)来修复坏的加载数据，在该处理中，比存储指令更晚的所有进行中的指令被刷入并针对存储指令之后的指令执行取出重启。由于刷入操作(flush ops)和重新获取指令所需的额外核心时钟，这种事件代价高昂。这被称为RRE惩罚。

为了避免代价高昂的RRE，处理器可采用RAW重新同步预测器(RRP，RAWResynchronization Predictor)，其中，RRP能够基于存储指令的地址对先前RRE进行训练，并在将来避免这些RRE。当RRP被训练并检测到已经被显示为造成RRE的存储指令地址时，RRP可发送指示以阻止在重新同步预测存储(RPS，Resynchronization Predicted Store)指令之前执行任何更晚的加载指令。在没有在RPS之前执行更晚的加载指令的情况下，不会发生RRE，这避免了RRE惩罚。一旦RPS的执行完成，仅更晚的加载指令被解除阻止。

经常地，有多个可被RPS阻止的更晚的加载指令，而仅这些加载指令中的一个加载指令是针对RPS的相同的存储器地址。这是需要被阻止以避免RRE惩罚的重要加载指令，但是所有其它的非重要加载(NCL，Non-Critical Load)同样被RPS阻止。当RPS阻止NCL时，由于这些NCL必须等待执行，因此会损失性能。这被称为NCL惩罚。通常避免RRE惩罚的性能收益大于被阻止的NCL的性能损失，这样使得RRP是有价值的。

然而，当在循环中重复指令代码时，执行行为对于每次迭代会有轻微的差异。如果不采用RRP，则对于指令代码的第一次迭代，RRE可能发生，但是对于随后的指令代码的迭代，RRE不会发生。因此，因为RRE仅发生一次，所以在不使用RRP的情况下，RRE惩罚将会非常小。然而，如果在这种情况下使用RRP，则即使实际上没有另外的RRE发生，RRP也将对第一次RRE进行训练，并且针对相同的存储，避免所有随后的RRE。因此，尽管实际上对于RRP没有避免严重的RRE，但是RRP仍然引起NCL惩罚。在这种情况下，RRP消极地影响性能。

发明内容

示例性实施例可克服以上缺点。然而，示例性实施例不需要克服以上缺点。

根据示例性实施例的一方面，提供一种处理器，包括：置信度/采样写后读(RAW)重新同步预测器(CSRRP，Confidence/Sampling RAW Resynchronization Predictor)，被配置为接收将被执行的指令的地址，存储包括指令的地址和置信度得分的CSRRP条目(entry)，并基于置信度得分确定是否将指令作为重新同步预测存储(RPS)执行，其中，置信度得分指示将指令作为RPS执行是否将避免写后读重新同步意外处理(RRE)惩罚。