什么是固定预测?

在固定预测中,不断进行类似的猜测,无论是“总是采用”还是“总是不采用”的方法。

“始终未采用的方法” -“始终未采用”方法(或简称为“未采用”方法)具有以下典型处理方案如下:

  • 它可以检测到未解决的条件分支并猜测它没有被采用。

  • 它可以继续执行顺序路径,但为错误猜测做准备,开始并行执行所采用的路径(例如,计算 BTA)。

  • 当条件变得可评估时,检查猜测。

  • 如果猜测正确,则继续执行顺序路径,并删除已取路径预处理。

  • 如果猜测不正确,则通过顺序路径中的已执行指令删除所有推测性的并继续“采用的路径”处理。

“总是不采取”方法更喜欢“不采取”路径,因此采取的惩罚(TP)通常高于不采取的惩罚(NTP)。如表所示,对于采用这种固定预测的处理器的惩罚系数。

采用“始终未采用”预测方法的处理器的处罚数字

处理器类型采取惩罚周期未采取惩罚周期
Z 80000 (1984p)30
80486 (1989p)20
Power1 (1990)30
R 4000 (1992p)3(D)0
SuperSparc (1992p)1(四)0
力量2 (1993)10
MicroSparc (1992)1(D)1(D)

D:延迟分支

如表所示,大多数使用“未采用”预测方法的处理器执行未采用条件分支而不会受到任何惩罚。相反,在大多数情况下,采用分支会导致 1-3 个周期的惩罚。在提供延迟分支的处理器(如 R4000 或 Sparc 处理器 Supersparc 和 MicroSparc)中,这些惩罚值可以有效地减少一个周期。

另一方面,“未采用”方案比“采用”方案更容易实施。大量流水线微处理器采用这种方案,包括某些较早的处理器,如 i486,但也包括许多出现在 1990 年代初期的处理器。例如 SuperSparc、Power1 和 Power2,以及 α 21064 和 α 21064A。

“始终采用”方法- “始终采用”方法具有以下典型处理方案如下:

  • 它总是可以将未解析的条件分支猜测为“已采用”。

  • 在预测错误的情况下,保存处理状态(例如,PC),并开始执行所采用的路径。

  • 当条件可用时检查猜测。

  • 如果猜测正确,则继续执行所采取的路径并删除保存的状态。

  • 如果猜测不正确,则删除沿所采用路径的推测处理,并使用保存的处理状态继续执行顺序路径。

采取的惩罚 (TP) 预计小于未采取分支 (NTP) 的惩罚。如表中所示,显示了 MC 68040 的这些值。

“始终采用”预测方法的惩罚数字

处理器类型采取惩罚周期未采取惩罚周期
MC 68040 (1990)12

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