多发射数据通路

指令级并行的关键技术

• 指令流水线: 时间重叠

• 多发射: 空间重复

• 乱序执行（有序结束）: 充分利用资源

• 动态调度：前面指令因相关而等待时，后面的可继续前进。

• 转移猜测：在转移条件确定前，猜测某个分支取指并执行

• 非阻塞访存：提高访存指令执行效率，减少访存阻塞

指令缓存(保留站）结构

• 独立保留站：每个功能部件一个保留站
• 分组保留站：多个功能部件共享保留站
• 全局保留站：所有功能部件共享保留站

独立保留站

分组保留站

全局保留站

寄存器与保留站的关系

寄存器重命名方法

双重作用

• 例外或转移猜测错误时取消后面操作
• 解决WAR和WAW相关

核心思想

• 一个操作写寄存器时重命名到其他寄存器

• 一个操作结束时再写到结构寄存器

重命名方法

物理寄存器到逻辑寄存器映射重命名

使用物理寄存器堆的重命名算法执行流程：

例子

Yeh和patt

分类

两层自适应预测器组合情况

组合情况

具体结构

分支别名干扰问题

无论BHR和PHT表如何增大，效果也不是很明显

主要原因是不同分支地址访问同一个PHT，造成分支干扰

gshare和gselect

gselect使用地址拼接，gshare使用hash

0

Agree分支预测

原理

这里BTB是为了减少猜测延迟，BTB就是一个查找表本质上是一个cache，这张表只有一个输入key：pc，输出转移目标地址。

需要进行地址全相等比较，直接预测PC值而不是根据指令内容计算 ，失效时进行替换

BTB的BHT里面填的是taken/not taken的倾向值。PHT里面存的是同意BHT的判断or不同意BHT的判断