両パス実行の性能評価と実行判定精度の改善

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両パス実行とは分岐命令のTakenパスとNot-Takenパスの両方のパスを実行する手法である.この手法は原理的に分岐予測ミスをなくすことができ, プロセッサの性能を向上させることが可能である.これまで両パス実行に対する研究がなされてきたが, 近い将来に実現可能な規模のハードウェア量での評価が少なく, 正確な有用性が十分には分かっていない.我々は, SPECint95ベンチマークを用い, コンテキスト数, 命令キャッシュポート数, 命令キャッシュサイズによる性能に対する影響について評価を行い, コスト性能比の良い構成パラメータを明らかにした.そして, その構成パラメータにおいては, ハードウェアの複雑さの増加は大きくないことを示した.クロック・サイクル時間への影響を軽微と仮定し, 実行サイクル数の評価を行った結果, 近い将来実現可能と考えられる8命令発行, 2ポートの命令キャッシュ, 4ポートのデータキャッシュ, 5つのコンテキスト数のプロセッサにおいて, 両パス実行は単一パス実行に対し, 最大20.5%, 平均11.2%の性能向上を見込めることが分かった.また, 両パス実行の判定に使用する表における競合を抑制するために, 分岐フィルタを導入した機構を提案した.これにより, 従来の判定機構の場合に比べ, 最大8.1%の性能向上が得られることを確認した.
一般社団法人情報処理学会の論文
2001-08-15

両パス実行の性能評価と実行判定精度の改善

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