[發(fā)明專利]在超前運(yùn)行期間對數(shù)據(jù)的選擇性毒化

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310492729.0
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103793205A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬格努斯·埃克曼;詹姆斯·范·策恩;保羅·塞維斯
• 申請（專利權(quán)）人: 輝達(dá)公司
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38
• 代理公司: 北京市磐華律師事務(wù)所 11336
• 代理人: 董巍;謝栒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及操作微處理器的方法和微處理器。

背景技術(shù)

微處理器中的指令有時停頓，即停止前進(jìn)直到停頓被解決。因?yàn)榻衣峨S后的指令之中的其他獨(dú)立停頓是有幫助的，所以微處理器可以實(shí)施配置為在初始停頓正在被解決的同時檢測其他停頓的超前運(yùn)行（runahead）操作。雖然超前運(yùn)行可以揭露其他潛在的停頓，但是利用缺失的或無效的數(shù)據(jù)的繼續(xù)執(zhí)行可能污染高速緩存。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于操作微處理器的方法。所述方法包括：根據(jù)對超前運(yùn)行事件的檢測，使所述微處理器進(jìn)入超前運(yùn)行；在超前運(yùn)行期間，實(shí)現(xiàn)從操作為管理超前運(yùn)行毒物注入的多個超前運(yùn)行毒物策略中所選擇的第一超前運(yùn)行毒物策略；以及在微處理器操作期間，選擇并且實(shí)現(xiàn)與所述第一超前運(yùn)行毒物策略不同地管理超前運(yùn)行毒物注入的第二超前運(yùn)行毒物策略。

附圖說明

圖1描繪了根據(jù)本公開實(shí)施例的、在微處理器操作期間從多個超前運(yùn)行毒物策略中選擇超前運(yùn)行毒物策略的示范性方法。

圖2描繪了根據(jù)本公開實(shí)施例的、在微處理器操作期間從多個超前運(yùn)行毒物策略中選擇超前運(yùn)行毒物策略的另一個示范性方法。

圖3描繪了根據(jù)本公開實(shí)施例的、在微處理器操作期間從多個超前運(yùn)行毒物策略中選擇超前運(yùn)行毒物策略的又一個示范性方法。

圖4描繪了根據(jù)本公開實(shí)施例的、在微處理器操作期間從多個超前運(yùn)行毒物策略中選擇超前運(yùn)行毒物策略的再一個示范性方法。

圖5示意性地示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的、操作為在運(yùn)行時期間選擇性地實(shí)現(xiàn)多個超前運(yùn)行毒物策略中的任何一個的示范性微處理器。

具體實(shí)施方式

在現(xiàn)代微處理器中，指令經(jīng)常在管線中執(zhí)行。這類指令可以單獨(dú)地或作為微操作束被發(fā)出到管線中的各執(zhí)行機(jī)制。不管指令當(dāng)被發(fā)出用于執(zhí)行時的形式，當(dāng)指令被發(fā)出時，可能在分派時不知道在指令的執(zhí)行期間是否將發(fā)生未命中或異常。可以花費(fèi)一些時間在微處理器能夠?qū)﹄S后的指令取得進(jìn)展之前解決一些未命中/異常。這樣，微處理器可以在嘗試解決長延遲事件的根本原因的同時停頓。

一些微處理器可以配置為在停頓的根本原因正在被解決的同時前瞻性地執(zhí)行指令。前瞻性的執(zhí)行典型地針對發(fā)現(xiàn)其他潛在的停頓，使得微處理器也可以開始解決那些停頓，潛在地節(jié)約處理時間。在一些設(shè)定中，在初始停頓事件被解決和正常操作恢復(fù)之前揭露盡可能多的潛在停頓是可取的。這樣，微處理器的一個目標(biāo)可以是前瞻性地處理盡可能多的指令。然而，因?yàn)槲⑻幚砥鞑僮髟谒傻囊恍┙Y(jié)果可能將無效的制度中，所以可能在前瞻性操作結(jié)束之后可能導(dǎo)致高速緩存污染的存儲器請求中引用一個或多個無效結(jié)果。

可能在指令的執(zhí)行期間出現(xiàn)的常見的管線執(zhí)行停頓是加載未命中。換句話說，停頓可以由加載請求產(chǎn)生，其中所請求的數(shù)據(jù)不存在于高速緩存存儲器中的特定位置處，造成在從另一個位置（例如在較高高速緩存級別下）檢索數(shù)據(jù)時的長延遲事件。這類加載未命中可以觸發(fā)進(jìn)入操作的超前運(yùn)行（runahead）模式（后文稱為“超前運(yùn)行”），該超前運(yùn)行配置為：在解決初始加載未命中的同時，檢測例如其他高速緩存未命中（例如存儲未命中和/或加載未命中）、指令獲取未命中、轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)（例如用于指令或數(shù)據(jù)）中的未命中和/或分支誤預(yù)測。

如本文所使用的，超前運(yùn)行描述在觸發(fā)微處理器中的未解決狀態(tài)的長延遲事件期間所實(shí)施的任何合適的前瞻性執(zhí)行方案。應(yīng)該理解這類長延遲事件的性質(zhì)和標(biāo)識可以改變。長延遲事件的其他非限制性示例包括存儲未命中和一些長延遲浮點(diǎn)操作（例如非正規(guī)平方根操作）。一旦檢測到超前運(yùn)行觸發(fā)事件，就可以為微處理器的狀態(tài)（例如寄存器和其他合適的狀態(tài)）設(shè)置檢查點(diǎn)（checkpoint），使得微處理器可以在超前運(yùn)行之后返回到該狀態(tài)。之后微處理器在超前運(yùn)行期間繼續(xù)執(zhí)行在工作狀態(tài)。在解決初始的長延遲事件之后，微處理器退出超前運(yùn)行并且正常操作恢復(fù)。