Tri-Mode分岐予測器の提案(プロセッサ技術(1), 「ハイパフォーマンスコンピューティングとアーキテクチャの評価」に関する北海道ワークショップ(HOKKE-2005))
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概要
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命令間の制御依存によってパイプライン処理を滞らせないために, 近年のプロセッサでは分岐予測が採用されている. 分岐予測は, 未解決の分岐命令を超えた実行(投機的実行)を可能とする. 一方, 近年の命令パイプライン長の深化により, 分岐ミスペナルティが増大している. そのため, 分岐予測ミス率の低減はプロセッサの性能向上において不可避の課題となっている. 現在までさまざまな分岐予測器が提案されてきた. なかでも, 複数の予測表で構成されたハイブリッド分岐予測器は高精度な予測器として知られている. 代表的なハイブリッド予測器には, 分岐命令の偏向に応じて予測表を使い分けるBi-Mode分岐予測器がある. Bi-Mode分岐予測器では, Choice PHTが分岐命令の偏向を判断し, 偏向に応じて採用するDirection PHT(Taken/NotTaken PHT)を決定する. 本稿では, Choice PHTがWeakly分岐(Weakly Taken/NotTaken)と判断した場合に, 分岐命令に偏向がないことに着目した. そこで, Weakly分岐を予測するための予測表(Weakly PHT)を追加し, Direction PHTではChoice PHTがStrongly分岐(Strongly Taken/NotTaken)と判断する分岐のみを扱うことを提案する. 本稿では, Weakly PHTを追加したBi-Mode予測器をTri-Mode分岐予測器と呼ぶ. SPECint95(ref)ベンチマークの実験において, 12KB容量の分岐予測器では, BTB hit/miss参照手法を適用したTri-Mode予測器が, 従来のBi-Mode予測器と比較して平均2.78%の予測ミス削減率を示した.
- 一般社団法人情報処理学会の論文
- 2005-03-07
著者
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