[發明專利]加載-儲存相關性預測器內容管理

有效

• 申請號: 201310323392.0
• 申請日: 2013-05-03
• 公開（公告）號: CN103455309A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: S·G·梅爾;J·H·米里爾斯;G·R·威廉姆斯三世;S·瓦特斯
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 馮玉清

技術領域

本發明總體上涉及處理器，更特別地，涉及處理器中管理加載-儲存相關性的方法和枳制。

背景技術

超標量處理器試圖通過在每個時鐘周期發布并執行多條指令并且通過采用符合設計的最高可行時鐘頻率來獲得高性能。提高每時針周期執行的指令擻量的一種方式是采取亂序執行(out?of?order?execution)。在亂序執行中，與程序序列(或“程序順序”)中指定的順序相比，可采取不同的順序執行指令。

一些處理器在亂序和/或推理性地調度指令方面盡可能地激進以試圖最大化所實現的性能增益。例如，希望在較老的儲存存儲器操作之前調度加載存儲器操作，因為加載存儲器操作更一般地具有相關指令。然而在某些情況下，加載存儲器操作可能依賴于較老的儲存存儲器操作(例如，儲存存儲器操作更新了加載存儲器操作所訪問的至少一個字節)。在這種情況下，如果在儲存存儲器操作之前執行加載存儲器操作，則加載存儲器操作將被錯誤地執行。如果加載存儲器操作在相關的較老儲存存儲器操作之前執行，則處理器可能需要被清除和重定向，這會降低處理器性能。

如果在程序順序中操作在另一操作之前，那么該操作比另一操作要老。如果在程序順序中操作跟隨在另一操作之后，那么該操作比另一操作要年青。類似地，操作可以被表示為在另一操作之前或者跟隨在其后，或者可以被稱為先前操作、在前操作、隨后操作等。這種引用可以涉及操作的程序順序。此外，“加載存儲器操作”或“加載操作”可以涉及教據從存儲器或高速緩存到處理器的傳輸，“儲存存儲器操作”或“儲存操作”可以涉及數據從處理器到存儲器或高速緩存的操作。這里“加載操作”和“儲存澡作”可以被更簡潔地分別稱為“加載”和“儲存”。

雖然加載和儲存之間的相關性是動態的，但是防止這些事件的機制通常本質上是靜態的。因此，為了防止加載-儲存對的亂序違規，處理器更可能過度補償而不是激進地亂序調度。在這種情況下，處理器將不必要地強制指令按順序。如果不再要求相關性但仍然強制執行，那么存儲器級別的并行性將被降低，處理器效率下降。

發明內容

提出用于預測加載-儲存相關性的系統、裝置、處理器和方法。處理器可至少包括派遣單元、加載-儲存相關性預測器、以及保留站。當檢測到較新加載和相關的較老儲存之間的順序違規時，這構成用于加載-儲存相關性預測器的訓練事件。在加載-儲存對已經被訓練之后，加載下次經過派遣單元時，預測器可以添加相關性到該加載。這種添加的相關性表示，該加載直到儲存已經被調度才被調度出保留站。

在一實施例中，預測器表可用來儲存已發現相關的加載-儲存對。當較新加載在共享地址相關性的較老儲存之前發布時，可以在預測器表格中分配一條目，在一實施例中，該條目可以與用于該儲存的儲存程序計數器(PC)的至少一部分以及用于加載的加載PC值的至少一部分相關聯。預測器表中的每個條目還可以包括計數器字段，計數器字段可表示用于該特定加載-儲存對的數據相關性預測的強度。計數器字段允須預測的相關性在它們失效或不再有效時被關閉。

計數器字段的值還可以影響預測器表的替換策略。替換指針可以持續掃描預測器的條目并且查找具有低計數量值的條目。在一實施例中，每次坊問預測器表時，替換指針可以前進。當替換指針發現計數器值為零的條目時，則指針可以停在該條目。當為新的相關加載-儲存對分配新條目時，則指針所指的計數器等于零的現有條目可以被用于新條目。

對于本領域普通技術人員而言，通過下面對這里給出的方案的詳細說明，這些和其它特征和優點將變得顯而易見。

附圖說明

結合附圖參考以下說明，可以更好地理解所述方法和機制的以上和其它優點，附圖中：

圖1示出集成電路的一部分的一實施例。

圖2是示出處理器核的一實施例的框圖。

圖3是示出映射/派遣單元和保留站的一實施例的框圖。

圖4示出加載-儲存相關性預測器表的一實施例。

圖5是示出在加載-儲存相關性預測器表中使用的計數器值的表示的一實施例的框圖。

圖6是示出處理加載操作的方法的一實施例的概括流程圖。

圖7是示出用于調整加載-儲存相關性預測強度指示符的方法的一實施例的概括流程圖。

圖8是示出用于替換加載-儲存相關性預測器表中的條目的方法的一實施例的概括流程圖。

圖9是系統的一實施例的框圖。

圖10是計算初可讀介質的一實施例的框圖。