基于同時(shí)多線程的取指控制機(jī)制研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展，為順應(yīng)人們對(duì)高性能處理器的迫切需求，同時(shí)多線程處理器應(yīng)運(yùn)而生，成為目前主流的微處理器結(jié)構(gòu)。針對(duì)同時(shí)多線程處理器的各項(xiàng)研究變得十分活躍，同時(shí)多線程處理器的取指控制機(jī)制作為高性能處理器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)備受關(guān)注。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多專家學(xué)者和科研機(jī)構(gòu)對(duì)其展開(kāi)積極的研究和探索。但是，目前同時(shí)多線程處理器的取指控制技術(shù)仍存在取指帶寬利用不均衡、指令隊(duì)列沖突率高和分支預(yù)測(cè)性能低下等缺陷。因此，本文將針對(duì)同時(shí)多線程處理器的取指控

2、制技術(shù)展開(kāi)研究，以尋求高效合理的取指控制機(jī)制。
　　 本文首先從取指策略和分支預(yù)測(cè)器兩個(gè)方面對(duì)取指控制機(jī)制進(jìn)行研究，并分別提出一種基于同時(shí)多線程的取指策略和分支預(yù)測(cè)器。與傳統(tǒng)的取指策略相比，本策略的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：處理器的取指過(guò)程分為線程選擇、取指帶寬劃分和動(dòng)態(tài)資源分配三個(gè)階段，通過(guò)計(jì)算線程運(yùn)行所需的指令數(shù)，給予適量的取指帶寬，使得取指帶寬的利用更為均衡。同時(shí)，根據(jù)線程的優(yōu)先級(jí)動(dòng)態(tài)分配系統(tǒng)資源，提高了系統(tǒng)資源的利用率。在新型取指策略研

3、究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)與之相對(duì)應(yīng)的分支預(yù)測(cè)器，通過(guò)將線程的全局和局部歷史信息相結(jié)合作為分支預(yù)測(cè)信息位，有效地克服了傳統(tǒng)機(jī)制中分支預(yù)測(cè)信息混亂、不完整等現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)，通過(guò)新增分支結(jié)果輸出表BRT記錄常見(jiàn)分支指令的預(yù)測(cè)結(jié)果，推進(jìn)了指令的分支預(yù)測(cè)執(zhí)行速度。通過(guò)綜合這兩項(xiàng)研究成果，提出一種基于同時(shí)多線程的取指控制機(jī)制，有效地提高了處理器的指令吞吐率和分支預(yù)測(cè)性能。
　　 最后，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的性能測(cè)試方案，對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試和結(jié)果分析。性能測(cè)