[發明專利]提前取出分支目標緩沖器

在審

• 申請號: 202310137671.1
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號: CN115993992A
• 公開（公告）日: 2023-04-21
• 發明（設計）人: 帕蒂弗·波塔;桑杰·帕特爾;蘇達卡爾·蘭加納坦
• 申請（專利權）人: 美普思技術有限責任公司
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 陸建萍;楊明釗

本發明公開了一種提前取出分支目標緩沖器。提前取出分支目標緩沖器由分支預測器使用以基于用于前一取出束、即在包括分支指令的取出束之前取出的取出束的取出指針來確定分支指令的目標地址。在提前取出分支目標緩沖器中的條目相應于一個分支指令，并包括識別那個分支指令的目標地址的數據部分。在各種例子中，條目還包括存儲識別取出指針的數據的標簽部分，該條目由該取出指針編索引。通過將使用所接收的取出指針生成的索引與標簽部分匹配來識別匹配條目并接著從匹配條目的數據部分確定用于分支指令的目的地址來執行分支預測。

本申請是申請日為2016年11月07日，申請號為201610977366.3，發明名稱為“提前取出分支目標緩沖器”的申請的分案申請。

技術領域

本申請總體上涉及提前取出分支目標緩沖器。

背景技術

分支目標緩沖器(BTB)是與處理器中的管線相關聯并存儲關于計算機程序的以前執行的分支指令的信息的存儲元件。分支預測器使用存儲在BTB中的數據來預測在已知引起可能的流變化的指令(諸如分支指令)的情況下程序流將采用的方向。BTB因此使用關于在過去的程序流的信息來預測當前程序流。分支預測是有用的，因為它在預測的結果是已知的之前使指令能夠由處理器推測地執行。

下面所述的實施方式僅作為例子被提供且不是解決已知分支預測器和BTB的任何或所有缺點的實現的限制。

發明內容

這個概述被提供來以簡化的形式介紹一系列概念，其在下面在詳細描述中被進一步描述。這個概述并不打算識別所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也不打算被用作幫助確定所要求保護的主題的范圍。

提前取出分支目標緩沖器由分支預測器使用以基于用于前一取出束(即，在包括分支指令的取出束之前取出的取出束)的取出指針來確定用于分支指令的目標地址。在提前取出分支目標緩沖器中的條目相應于一個分支指令，并包括識別那個分支指令的目標地址的數據部分。在各種例子中，條目還包括存儲識別取出指針的數據的標簽部分，該條目由該取出指針編索引。通過將使用所接收的取出指針生成的索引與標簽部分匹配以識別匹配條目并接著從匹配條目的數據部分確定用于分支指令的目的地址來執行分支預測。

第一方面提供分支預測器，其包括：提前取出分支目標緩沖器，其包括使用取出指針編索引的多個數據條目，每個條目相應于分支指令并包括被布置成存儲識別條目所相應于的分支指令的目標地址的數據的數據部分，其中條目由取出束的取出指針編索引，該取出束在包括條目所相應于的分支指令的取出束之前被取出；輸入端，其被配置成接收來自處理器中的取出級的取出指針；分支預測邏輯，其被配置成使用提前取出分支目標緩沖器和所接收的取出指針來確定用于分支指令的目標地址；以及輸出端，其被配置成向取出級提供用于分支指令的目標地址，其中分支指令是在由所接收的取出指針識別的取出束之后取出的取出束的部分。

第二方面提供在硬件邏輯中實現的分支預測的方法，該方法包括：在分支預測器的輸入端處接收來自處理器中的取出級的取出指針；使用提前取出分支目標緩沖器和所接收的取出指針來確定用于分支指令的目標地址，提前取出分支目標緩沖器包括使用取出指針來編索引的多個數據條目，每個條目相應于分支指令并包括布置成存儲識別分支指令的目標地址的數據的數據部分，其中條目由取出束的取出指針編索引，該取出束在包括條目所相應于的分支指令的取出束之前被取出；以及經由分支預測器的輸出端向取出級輸出用于分支指令的目標地址，其中分支指令是在由所接收的取出指針識別的取出束之后取出的取出束的部分。