[发明专利]提高分支预测吞吐量的装置及系统

说明书

根据一个总体方面，一种装置可以包括分支预测电路，被配置为预测分支指令将是采取还是不采取。装置可以包括分支目标缓冲器电路，被配置为存储存储器段空标志，该存储器段空标志指示目标地址之后的存储器段是否包括至少一个其他分支指令，其中，该存储器段空标志是在分支指令出现之前的提交阶段被创建的。分支预测电路可以被配置为如果存储器段空标志指示缺少其他分支指令则跳过存储器段。

技术领域

本公开涉及处理器指令流，并且更具体地，涉及通过跳过没有分支的高速缓存线(cacheline)来提高分支预测吞吐量。

背景技术

在计算机架构中，分支预测器或分支预测单元是在实际计算和知道结果之前尝试猜测分支(例如，if-then-else结构、跳转指令)将走哪条路的数字电路。分支预测器的目的通常是改进指令流水线中的流程。在许多现代流水线微处理器架构中，分支预测器在实现高效能方面发挥着至关重要的作用。

通常利用条件跳转指令来实现双向分支。条件跳转可以是“不采取(not taken)”并继续执行紧随条件跳转之后的第一代码段，也可以是“采取(taken)”并跳转到存储第二代码段的程序存储器中的不同位置。在已经计算条件并且条件跳转已经通过指令流水线的执行阶段之前，通常不确定条件跳转是采取还是不采取。

在没有分支预测的情况下，处理器通常将不得不在下一个指令能够进入流水线中的获取阶段之前等待条件跳转指令通过执行阶段。分支预测器通过尝试猜测条件跳转是最有可能采取还是不采取来试图避免这种时间浪费。然后获取在分支的目的地处被猜测最有可能是采取的指令，并推测执行。如果指令执行阶段检测到猜测的分支是错误的，则通常丢弃推测执行或部分执行的指令，并且流水线从正确的分支重新开始，从而导致延迟。

发明内容

根据一个一般方面，一种装置可以包括：分支预测电路，被配置为预测分支指令是采取还是不采取。装置可以包括分支目标缓冲器电路，被配置为存储存储器段空标志，所述存储器段空标志指示目标地址之后的存储器段是否包括至少一个其他分支指令，其中，所述存储器段空标志是在分支指令出现之前的提交阶段创建的。分支预测电路可以被配置为如果存储器段空标志指示缺少其他分支指令(或多个)则跳过存储器段。

根据另一个一般方面，一种装置可以包括分支检测电路，被配置为在当前指令的提交阶段期间检测存储在存储器段的一部分内的至少一个分支指令的存在。装置可以包括分支目标缓冲器电路，被配置为存储：分支指令地址；以及存储器段空标志，指示目标地址之后的存储器段的一部分是否包括至少一个其他分支指令。

根据另一个一般方面，一种系统可以包括分支检测电路，被配置为在当前提交指令提交阶段期间检测存储在存储器段的一部分内的至少一个分支指令的存在。系统可以包括分支目标缓冲器电路，被配置为存储：分支指令地址；以及存储器段空标志，指示目标地址之后的存储器段的一部分是否包括至少一个其他分支指令。系统可以包括分支预测电路，被配置为预测分支指令是否是采取，并且其中，分支预测电路被配置为如果相关联的存储器段空标志指示缺少分支指令，则跳过存储器段。

在附图和以下描述中阐述了一个或多个实现方式的细节。根据说明书和附图以及权利要求书，其他特征将显而易见。

基本上如至少一个附图所示和/或结合至少一个附图来描述一种用于处理器指令流的系统和/或方法，更具体地，通过跳过没有分支的高速缓存线来提高分支预测吞吐量的系统和/或方法，如更完整地阐述于权利要求中。

附图说明

图1是根据所公开的主题的系统的示例实施例的框图。

图2是根据所公开的主题的数据结构的示例实施例的框图。

图3是根据所公开的主题的数据结构的示例实施例的示图。

图4是根据所公开的主题的系统的示例实施例的框图。