[发明专利]分支预测方法及装置

说明书

本申请公开了一种分支预测方法及装置，属于处理器技术领域。所述方法包括：获取当前周期内待执行的指令簇，所述指令簇中包括多个有效指令；当所述多个有效指令中存在分支指令时，基于所述指令簇的地址和所述指令簇所属线程的历史分支信息，从PHT中获取所述指令簇的分支预测信息；基于所述指令簇的分支预测信息，确定所述多个有效指令中每个分支指令的分支预测结果。本申请仅从PHT中获取一个分支预测信息，就可以得到多个有效指令中每个分支指令的分支预测结果，从而可以简化该多个有效指令中的分支指令的分支预测过程，简化控制逻辑，进而可以提高该多个有效指令中的分支指令的分支预测效率，并降低功耗。

技术领域

本申请涉及处理器技术领域，特别涉及一种分支预测方法及装置。

背景技术

为了满足用户对处理器性能日益增高的需求，处理器通常使用能够重叠执行指令的流水线技术来提高效率。为了实现指令的灵活执行，经常会使用分支指令来改变指令的执行顺序。由于分支指令的分支跳转结果只有在流水线后级才能得到，所以处理器获取到分支指令时，需要停顿流水线直至得到该分支指令的分支跳转结果后，才能在该分支跳转结果指示的跳转方向上继续获取指令。然而，停顿流水线会造成流水线的运行被打断，使得流水线产生“气泡”(Bubble)，从而大大影响了处理器性能。为此，处理器获取到分支指令时，一般在流水线前级就会对该分支指令进行分支预测，并在分支预测结果指示的跳转方向上继续获取指令，无需等待流水线后级返回该分支指令的分支跳转结果，从而可以减少流水线的“气泡”，提高处理器的效率。

目前，对分支指令的分支预测可以通过全局历史寄存器(Global HistoryRegister，GHR)和模式历史表(Pattern History Table，PHT)实现。假设GHR中存储有k位的历史分支信息，对于需要进行分支预测的多个分支指令中的第1个分支指令，可以基于GHR中存储的k位信息来访问PHT中一个地址上的表项，根据该表项确定第1个分支指令的分支预测结果。对于第2个分支指令，可以基于GHR中除最高1位之外的k-1位信息来访问PHT中连续两个地址上的表项，基于第1个分支指令的分支预测结果从这两个表项中选择一个表项，根据选择的表项确定第2个分支指令的分支预测结果。对于第3个分支指令，可以基于GHR中除最高2位之外的k-2位信息来访问PHT中连续四个地址上的表项，基于第1个分支指令和第2个分支指令的分支预测结果从这四个表项中选择一个表项，根据选择的表项确定第3个分支指令的分支预测结果。以此类推，依次确定该多个分支指令中每个分支指令的分支预测结果。

然而，上述分支预测过程中，某个分支指令的分支预测结果的确定依赖于该分支指令之前的所有分支指令的分支预测结果，从而导致分支预测过程较为繁琐，控制逻辑较为复杂，进而导致该多个分支指令的分支预测效率较低，且功耗较大。另外，由于PHT被访问的地址会随着该多个分支指令的个数的增长而以指数式增长，例如，该多个分支指令的个数为2个时，PHT被访问的地址有(2⁰+2¹)个，该多个分支指令的个数为3个时，PHT被访问的地址有(2⁰+2¹+2²)个，……，所以此时PHT的表项将会较多，占用的存储资源较多。

发明内容

为了解决相关技术中分支预测过程较为繁琐以及PHT的表项较多的问题，本申请提供了一种分支预测方法及装置。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种分支预测方法，所述方法包括：

获取当前周期内待执行的指令簇，所述指令簇中包括多个有效指令；

当所述多个有效指令中存在分支指令时，基于所述指令簇的地址和所述指令簇所属线程的历史分支信息，从PHT中获取所述指令簇的分支预测信息；

基于所述指令簇的分支预测信息，确定所述多个有效指令中每个分支指令的分支预测结果。