[發明專利]信息處理裝置、非暫態計算機可讀介質和信息處理方法

有效

• 申請號: 202010078653.7
• 申請日: 2020-02-03
• 公開（公告）號: CN111522586B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 田渕晶大
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;楊林森

涉及信息處理裝置、非暫態計算機可讀介質和信息處理方法。信息處理裝置包括：獲取單元，獲取包括多個指令的指令序列；生成單元，通過用等待所有先前指令完成的等待指令替換包括在指令序列中的多個無操作指令的至少一部分來生成能夠獲得與指令序列的執行結果相同的執行結果的新指令序列的多個候選；刪除單元，在從候選中的新指令序列中刪除無操作指令和等待指令中的任何一個的情況下執行結果沒有改變時，從新指令序列中的每一個中刪除無操作指令和等待指令中的任何一個；以及選擇單元，從經受了刪除的多個候選中選擇一個候選，該一個候選具有等于或小于特定數目的指令數目并且在多個候選當中包括最小數目的執行周期。

技術領域

本發明涉及信息處理裝置、非暫態計算機可讀介質和信息處理方法。

背景技術

存在作為用于增加處理器中的指令的吞吐量的系統的流水線系統。在流水線系統中，指令的執行級被劃分為各個級，例如指令取出、指令解碼、指令執行、存儲器引用以及寫回寄存器。然后，多個指令被順序地輸入至各個級，使得在處理器中并行地執行多個指令，并且減少了程序的執行時間。

在流水線系統中，可能會出現引起不能獲得正確執行結果的原因的各種冒險。冒險之一是數據冒險。數據冒險是指即使先前指令尚未將結果寫入寄存器但使用先前指令的結果的后續指令仍會讀取寄存器的冒險。

避免數據冒險的一種方法稱為轉發(forwarding)。轉發是一種用于在先前指令將結果寫入寄存器之前將先前指令的結果提供給后續指令的技術。盡管在這種技術中消除了數據冒險，但是需要在處理器中提供布線以執行轉發，這又使處理器的硬件結構復雜化。

還存在一種通過在不執行轉發的情況下使流水線停頓(stalling)來避免數據冒險的方法。停頓是一種在先前指令與后續指令之間插入nop(無操作)指令的技術，使得直到先前指令將結果寫入寄存器后，后續指令才被輸入至流水線中。注意，與本公開內容有關的技術也在日本公開特許公報第11-073327號和第2001-350632號中公開。

發明內容

然而，在通過停頓來避免數據冒險的方法中，存在改善程序的執行時間的空間。

本公開內容的目的是減少程序的執行時間。

根據本公開內容的一方面，提供一種信息處理裝置，包括：獲取單元，其獲取包括多個指令的指令序列；生成單元，其通過用等待所有先前指令完成的等待指令(waitinstruction)替換包括在指令序列中的多個無操作(nop instruction)指令的至少一部分來生成能夠獲得與所述指令序列的執行結果相同的執行結果的新指令序列的多個候選；刪除單元，其在即使從候選中的新指令序列中刪除了無操作指令和等待指令中的任何一個的情況下執行結果沒有改變時，從新指令序列中的每一個中刪除無操作指令和等待指令中的任何一個；以及選擇單元，其從經受了刪除的多個候選中選擇一個候選，該一個候選具有等于或小于特定數目的指令數目，并且在所述多個候選當中具有最小數目的執行周期。

效果

根據本公開內容，可以減少程序的執行時間。

附圖說明

圖1A和圖1B是示意性示出指令序列的執行周期的數目的圖；

圖2是示出圖1A和圖1B中的指令序列中的每一個指令序列的指令的數目和執行周期的數目的表；

圖3是示出根據本實施方式的目標處理器的硬件結構的圖；

圖4是示出根據本實施方式的信息處理裝置的硬件結構的圖；

圖5是示出根據本實施方式的信息處理裝置的功能配置的圖；

圖6是示出通過根據本實施方式的獲取單元獲取的指令序列的示例的圖；

圖7A至圖7C是示出其中根據本實施方式的生成單元生成指令序列的候選的生成方法的圖；