基于函数动态重用的处理器性能优化研究

发布时间：2024-07-02 00:26

　　现代计算机的性能主要由每周期所执行的指令数(IPC)来衡量,而现代计算机的体系结构依靠指令级并行来改善性能。为了获得更高的IPC,需要尽可能多的以潜在的顺序而不是程序序列定义的顺序来并行执行不相关的指令。增加同时发射的指令数量通常使用的是静态的超长指令字技术或者动态的超标量技术。为了将指令尽可能早的插入到执行流水线中来减少流水线的停顿,从而引入了前瞻技术。近年来前瞻技术引起了人们广泛的研究兴趣,其中包括分支预测技术、值预测技术和地址预测技术等。但是,应该注意到这些前瞻技术潜在的目的是体系结构在前瞻模式下执行指令的能力和当前瞻失败时取消结果的能力。在前瞻技术增加IPC数量的同时,指令的有效执行时间没有被减少,即在一定情况下有效执行时间被增加用来计算恢复错误的前瞻。 虽然前瞻技术能增加IPC,但不能必要的增加有效指令执行的数量。为进一步提高处理器性能,研究者们探索了重用技术,并成为近年来体系结构设计者关注的热点。重用技术是非前瞻的技术,它通过调用缓存的先前执行结果来跳过有效指令的执行。重用技术按照粒度划分为指令级重用、基本块级重用和踪迹级重用。本文沿着重用技术由细粒度向粗粒度的这一发展趋势...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1采用IR技术的指令流水线结构

.2.1值预测值预测技术是一种利用程序执行中的冗余来预测指令生产的结果或指用到的操作数的技术，它是一种推断执行的技术。值预测技术打破了传法中生产者指令和消费者指令之间严格的顺序关系——即消费者指令只生产者指令真正运算出其所需的操作数的值后,方可执行运算。它通过生产者指令的结果，....

图3-1函数重用信息表结构图

图3-1函数重用信息表结构图Fig.3-1Blockdiagramoffunctionreusebuffer3)参数情况表表项：a.函数返回地址值；b.函数的指令数；c.raa_counter参数情况计数器；d.具体的参数信息；4)具体参数表：a.....

图3-2函数重用运行表的结构图

进行匹配工作，如果不能重用的话，那么我们就要对此次函数的运行信息进行缓存，函数重用运行表就是用来缓存正在执行的函数信息的。函数重用运行表中需要保存的函数信息有函数的入口地址PC值、返回地址Ra、纯函数标志信息和参数信息等等。函数重用执行表的结构如图3-2所示：执行表表项....

图3-3处理器体系结构框图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文情况表中。如果遇到该函数表项的函数调用参数情况表已满的情况，同样也采用先进先出的策略进行替换，替换最早进入的函数调用情况信息。根据程序的局部性原理，最近被调用的函数会被频繁的调用，而在相同的调用环境下，同一函数被频繁调用并重用的几率很大，因此采用先进....

本文编号：3999415