[发明专利]通过bypass电路提升loop分支预测算法准确率的方法

说明书

本发明公开一种通过bypass电路提升loop分支预测算法准确率的方法，三个分别进入流水线的pc，在if0阶段取到的pc1进入混合分支预测器，pc1在loop中发生命中，用寄存器对pc1进行寄存；if1阶段得到分支预测信息，if2阶段在混合分支预测器中经过比较得到预测结果，把if2阶段预测结果寄存，同理pc2和pc1；pc3进入到if1阶段后和pc1、pc2寄存的PC值比较，等于pc1则通过bypass电路把pc1预测结果旁路到if1使用；等于pc2则通过bypass电路把pc2预测结果旁路到if1使用；都不相等且在loop中命中则把pc2预测结果覆盖pc1预测结果，pc3预测结果覆盖pc2预测结果并把pc2覆盖pc1、pc3覆盖pc2。

技术领域

本发明涉及一种通过bypass电路提升loop分支预测算法准确率的方法，属于处理器设计技术领域。

背景技术

在现代超标量处理器设计中，分支预测很大程度影响了处理器的性能，而影响分支预测性能的两个主要因素为精度和速度。在参与某型号处理器的研发中发现，循环指令的最后一条分支指令的方向与之前的方向是不同的，其他预测算法对于循环的最后一条分支指令的预测难度较大。因此对于此类循环指令通常采用loop预测算法预测循环指令是否跳转。但是该预测算法虽然可以实现高精度预测循环指令的跳转方向，但是该分支预测器多作为副分支预测器使用，针对多循环嵌套这一场景，存在预测精度差，速度慢的问题，为了提高loop算法预测精度与速度，对其进行了改进，通过增加bypass反馈电路的技术方案提升该分支预测算法预测精度与速度，进而提高处理器性能。

loop算法的原始基本原理如下：

Count	Limit	DIR

预测器包括计数器、循环阈值、预测方向。计算器(count)表示本次循环控制分支指令的状态，阈值(limit)字段为上次循环的循环次数，预测方向(DIR)标识的为分支退出的反方向。当检测到循环退出时，将count字段覆盖limit字段，同时，初始化count为1。当countlimit时，DIR为分支预测方向，当count＝limit，此时循环退出，用DIR的反方向作为预测结果。

发明内容

本发明提出一种针对循环嵌套场景，增加旁路反馈电路提高loop分支预测算法预测精度和速度的技术实现方案；为通过bypass电路提升loop分支预测算法准确率的方法，采取的技术方案为：