[發(fā)明專利]一種load投機(jī)喚醒方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110684064.8
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113656075A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李長林;余紅斌
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東賽昉科技有限公司
• 主分類號: G06F9/4401
• 分類號: G06F9/4401;G06F8/71
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31312
• 代理人: 袁步蘭

本發(fā)明涉及微處理器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種load投機(jī)喚醒方法，本發(fā)明在load指令上pipeline的時候就投機(jī)的去喚醒對該load數(shù)據(jù)有依賴關(guān)系的指令，這樣可以讓該load數(shù)據(jù)有依賴關(guān)系的指令能提前2拍上pipeline；如果后面發(fā)現(xiàn)load指令投機(jī)執(zhí)行失敗，再把被喚醒并投機(jī)的上了pipeline的指令中途給cancel掉；如果load投機(jī)失敗需要把被喚醒并投機(jī)的上了pipeline的指令中途給cancel掉，每個load pipeline只需2bit的比對即可完成。因此本發(fā)明只需2bit的比對即可確定，時序比較好，減少了耗資源面積，提升了CPU整體性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微處理器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種load投機(jī)喚醒方法。

背景技術(shù)

在亂序執(zhí)行的CPU系統(tǒng)中，由于LOAD指令LOAD的數(shù)據(jù)大概率會是后面指令的源操作數(shù)，所以LOAD指令LOAD回數(shù)據(jù)的快慢，對整個CPU系統(tǒng)性能具有很大的作用。

LOAD指令的執(zhí)行是投機(jī)的去執(zhí)行，投機(jī)的執(zhí)行必然就會出現(xiàn)load成功或失敗兩種可能，所以很多CPU系統(tǒng)都是直到LOAD指令成功獲得數(shù)據(jù)后才會喚醒對該load數(shù)據(jù)有依賴關(guān)系的指令，但是考慮到當(dāng)前CPU L1_cache系統(tǒng)的命中率基本都在98％以上。

所以本方案提出：(1)在load指令上pipeline的時候就投機(jī)的去喚醒對該load數(shù)據(jù)有依賴關(guān)系的指令，這樣可以讓該load數(shù)據(jù)有依賴關(guān)系的指令能提前2拍上pipeline。

(2)如果后面發(fā)現(xiàn)load指令投機(jī)執(zhí)行失敗，再把被喚醒并投機(jī)的上了pipeline的指令中途給cancel掉。

雖然有的CPU系統(tǒng)會提前的投機(jī)喚醒對load數(shù)據(jù)有依賴關(guān)系的指令，如果load投機(jī)失敗需要把被喚醒并投機(jī)的上了pipeline的指令中途給cancel掉付出比較大的代價，如采用物理寄存器編號的一致性來match,或者用load在load_queue的index來索引，這種方式都是多bit的比較，耗資源面積，同時對時序還不好，本方案則提出每個load pipeline只需2bit的比對即可確定，時序也比較好。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開了一種load投機(jī)喚醒方法，用于解決LOAD指令投機(jī)的上pipeline,并沒有投機(jī)的喚醒對該load數(shù)據(jù)有依賴關(guān)系的指令，而load指令投機(jī)執(zhí)行成功的概率很高的情況下，load指令的dest又往往是后面指令的source，整個指令執(zhí)行都往后推了2拍，嚴(yán)重影響CPU整體性能。雖然有的CPU系統(tǒng)會提前的投機(jī)喚醒對load數(shù)據(jù)有依賴關(guān)系的指令，如果load投機(jī)失敗需要把被喚醒并投機(jī)的上了pipeline的指令中途給cancel掉付出比較大的代價，如采用物理寄存器編號的一致性來match,或者用load在load_queue的index來索引，這種方式都是多bit的比較，耗資源面積，同時對時序還不好的問題。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

本發(fā)明公開一種load投機(jī)喚醒方法，包括以下步驟：

S1利用load指令投機(jī)的喚醒一條alu指令，同時更新alu指令在保留站的ld_wakeup_info為01，ready信息更新為1，并且將該信息左移一位為10；

S2指令被選中issue上pipeline pileline上的ld_wakeup_info為01，同時將pipeline上的ld_wakeup_info信息左移一位后更新為10，將ld_wakeup_info信息左移一位后為10；

S3如果load_mispredict＝0,則保持ready＝1指令正常執(zhí)行下去；如果load_mispredict＝1,更新ready＝0，指令在pipeline的valid cancel掉；