[發明專利]指令調度方法、指令調度裝置、處理器及存儲介質

有效

• 申請號: 202111571708.9
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN114201219B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 金偉松;胡世文
• 申請（專利權）人: 海光信息技術股份有限公司
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38;G06F5/06;G06F9/48;G06F9/50
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 彭久云

一種指令調度方法、指令調度裝置、處理器及存儲介質。該指令調度方法包括：將緩沖隊列中的第一取指請求從標識為在第一指令緩存區取指切換標識為在第二指令緩存區取指；在第一操作周期內，嘗試從第二指令緩存區中獲取與第一取指請求對應的第一指令，嘗試從第一指令緩存區中獲取與緩沖隊列中的第二取指請求對應的第二指令。該指令調度方法提高了緩沖隊列中同時存在從兩種不同的取指緩沖區的取指請求的概率，整體上提升了取指令并行度，改善了CPU核心的性能。

技術領域

本公開的實施例涉及一種指令調度方法、指令調度裝置、處理器及存儲介質。

背景技術

現代多發射的高性能CPU(中央處理器，Central Processing Unit)中包括至少一個核心(Core)，每個核心中包括有多個執行單元來對指令進行執行。例如，指令執行的流水線過程包括：取指(IF，Instruction Fetch)、譯碼(ID，Instruction Dispatch/Decode)、執行(EX，Execution)、訪存(MEM，Memory)和寫回(WB，Write Back，將指令執行完得出的結果更新到寄存器中)五個階段。線程是進程(進程是程序運行的一個實體的運行過程，是系統進行資源分配和調配的一個獨立單位)運行和執行的最小調度單位，CPU核心在執行單線程的指令時，CPU核心內部的多個執行單元及硬件資源在絕大部分時間無法被充分利用，尤其當該單線程由于某些原因(例如L2緩存沖刷)運行停頓時，執行單元只能空轉，造成硬件資源的浪費、降低性能功耗比。

如果在一個進程中同時運行了多個線程用來完成不同的工作，則稱該設計為多線程。并發多線程(SMT，Simultaneous Multithreading)是一種在一個操作周期內，能夠執行來自多線程的指令的硬件多線程技術，該技術利用高性能CPU核心的多發射、亂序執行等機制，利用多個執行單元同時執行多個線程的指令，當一個線程由于某些原因運行停頓時，其他線程仍然能夠運行，或一個線程的多余資源可被另一線程利用，從而提高了CPU核心的多線程吞吐量、CPU整體性能及性能功耗比、以及硬件資源的利用率。

發明內容

本公開至少一實施例提供一種指令調度方法，包括：將緩沖隊列中的第一取指請求從標識為在第一指令緩存區取指切換標識為在第二指令緩存區取指；第一操作周期內，嘗試從所述第二指令緩存區中獲取與所述第一取指請求對應的第一指令，嘗試從所述第一指令緩存區中獲取與所述緩沖隊列中的第二取指請求對應的第二指令。

例如，在本公開一些實施例提供的指令調度方法，在將緩沖隊列中的第一取指請求從標識為在第一指令緩存區取指切換標識為在第二指令緩存區取指之前，還包括：確定所述緩沖隊列中的第一數量的取指請求均被標識為在所述第一指令緩存區取指，且所述第一數量大于等于2，其中，所述第一數量的取指請求包括所述第一取指請求和所述第二取指請求。

例如，在本公開一些實施例提供的指令調度方法中，所述第一數量的取指請求為在所述緩沖隊列中連續的取指請求且包括一個被標識為在所述第一指令緩存區取指且也能在所述第二指令緩存區取指的取指請求。

例如，在本公開一些實施例提供的指令調度方法中，在第二操作周期內，將所述至少一個被標識為在所述第一指令緩存區取指且也能在所述第二指令緩存區取指的取指請求切換標識為在所述第二指令緩存區取指。

例如，在本公開一些實施例提供的指令調度方法中，當前在所述緩沖隊列中全部取指請求均被標識為在第一指令緩存區取指。

例如，在本公開一些實施例提供的指令調度方法中，所述第一取指請求和所述第二取指請求分屬不同的線程。

例如，在本公開一些實施例提供的指令調度方法中，所述第一指令緩存區和所述第二指令緩存區中之一為機器指令緩存區，另一個為微指令緩存區。

例如，在本公開一些實施例提供的指令調度方法中，所述緩沖隊列為先進先出緩沖隊列。