BTB索引散列算法的研究与设计

摘要：

分支误预测是影响高性能处理器性能进一步提升的一个主要因素.现代处理器采用分支目标缓存(branch target buffer,BTB)预测分支指令的目标地址,BTB的预测精度受限于其命中率.由于程序中分支指令的分布并不均匀,传统的BTB索引方式无法充分利用BTB资源,从而造成不必要的冲突缺失,影响分支目标地址的预测精度,采用散列索引方式优化访问映射关系是有效解决方法之一.当前大量文献研究了cache的访问方式,但对BTB的散列索引算法的专门探讨则显不足.为了消除分支指令的分布空洞,离散分支指令和BTB条目的固有映射关系,设计了用于BTB索引的XOR散列算法和优化的bit-select索引算法,使用概率方法对BTB单组最大映射数期望的上界作了估计,并对这两种散列索引算法的效果进行了模拟评估.实验结果表明,散列映射方式能够较好地避免BTB冲突缺失造成的预测失败,XOR散列算法的离散效果更好.

关键词：分支目标缓冲、散列索引、XOR散列函数、分支目标地址预测、分支预测

所属期刊栏目：51

分类号：TP302(计算技术、计算机技术)

资助基金：“核高基”国家科技重大专项基金项目2009ZX01028-002-001

在线出版日期：2014-11-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2003-2011