LEZIONE #05 del 12-Mag-2008 (2 ore) - Dipartimento di Ingegneria ...

Branch Prediction nel P6 [Shen02]
• Risoluzione del branch (taken/not taken)
• E’ effettuata nella JEU (Jump Execution Unit)
• Il BTB predice il target non appena la IFU (Instruction Fetch Unit) lo
preleva
• Tutti gli indirizzi sono verificati dal BAC (Branch Address Calculator) o
dalla JEU
• Branch Target Buffer (BTB)
• Opera nei primi stadi della pipeline
• Parte dall’indirizzo dell’IP (Instruction Pointer) e produce una
predizione dell’esito e del target
• L’indirizzo target predetto viene inviato alla IFU per il prelievo
• Aggiornamento del BTB
• Il BTB viene aggiornato non appena la JEU risolve il branch
• Questo puo’ essere troppo tardi se il branch successivo arriva
nelle istruzioni immediatamente successive
-Il BTB viene pertanto speculaticamente aggiornato al momento della predizione
Roberto Giorgi, Universita’ di Siena, C208L05, Slide 29
P6 - Algoritmo di Branch Prediction
• Basato sullo schema 2-level adaptive [Yeh92]
• Primo livello – storia degli esiti dei branch
• Secondo livello – comportamento del branch per un dato pattern di storia
• Differenze rispetto a [Yeh92]
- C’e’ una copia speculativa del BHT che consente di effettuare le predizioni prima che si
abbia la risoluzione (e l’aggiornamento)
• Per ogni branch…
• Il BTB mantiene k bit di storia “reale” (detta BHR ==BHT)
- Taken/Not-taken per gli ultimi N salti
• Il BHT indicizza una tabella di 2k elementi di stato (Pattern Table – PT ==PHT)
- La FSM relativa e’ il solito contatore a saturazione
• La BTB usa 4-bit di pattern table “semilocale” per set
• Ogni elemento ha 4 bit di storia
• Quattro branch in un set usano la stessa pattern table
• Aggiornamento speculativo del BHR
• Una copia speculativa del BHR viene aggiornata con l’attuale predizione
- Tale copia viene utilizzata nel caso arrivi un branch prima che il precedente sia risolto
• La BHR reale viene aggiornato con l’esito effettivo dopo la risoluzione del branch
Roberto Giorgi, Universita’ di Siena, C208L05, Slide 30