流水线微处理器中的分支预测技术研究

来源 :桂林电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qvril
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前大多数处理器均采用超标量超流水线结构来提高处理器的硬件资源利用率,加快CPU的运行速率,以满足人们不断提高的对计算机性能的要求以及日益复杂的软件系统带来的高性能硬件的实现要求。但是分支指令的存在却在一定程度上阻碍了超标量超流水线结构对处理器性能的提升。流水线深度越深,分支跳转失败带来的清空流水线的性能损失就会越严重。而且随着现代编程中实现的功能越来越复杂,分支指令的使用变得日益频繁,其对流水线微处理器性能的影响也更加显著。因此分支预测技术的应用对于减小流水线性能损失,提高高性能处理器硬件资源利用率,挖掘超标量超流水线结构的潜在性能起到至关重要的作用。  本文首先详细介绍了几种经典的分支预测技术及其发展演变过程。通过比较这几种技术的预测效果和硬件实现代价,分析各种分支预测技术的优劣。其次介绍几种国产流水线微处理器的分支预测单元中采用的分支预测技术,分析分支预测技术在国内的实际应用现状。然后依据前文分析得到的分支预测技术的优劣性以及研究神经网络算法特征,针对传统神经元分支预测算法的缺陷提出改进算法,即在计算预测结果时,通过设置一个门限值η,剔除权重向量中对当前分支相关性较小的权重,减小该算法的运算量以减小其访问延迟,提高该算法的实用性。并通过Simple Scalar模拟器完成算法实现。研究表明,相对传统神经元分支预测算法,该方法能够实现较快的访问速度。
其他文献
面对日益增长的海量网页数据和更大规模的用户查询请求,如何保证较高的处理效率是当代搜索引擎面临的严峻挑战,同时也是信息检索系统始终需要解决的核心问题。另一方面,现代处理
随着经济飞速发展,人们已经深刻地认识到公路交通中所蕴含的巨大经济价值和社会价值,世界各国也随之对公路特别是路面质量提出了更高的要求。对路面破损进行科学的检测和评价,成
当前数据中心单一服务器上的数据存储容量能够达到数十亿条键值( KV, Key-Value)对,并且单个键值对通常很小。如何有效地组织超大型键值存储系统使其支持快速访问是一项艰巨的工
随着网络存储技术的发展,SAN(Storage Area Networking)和低端服务器的成本降低,如何管理、优化SAN以及整合与之相连的服务器,将成为企业控制成本、提高效率的关键因素,同时
随着软件规模和复杂度不断增大,传统的软件开发模式面临着巨大的挑战,出现了新一轮的“软件危机”,解决这个问题行之有效的途径就是软件复用。构件技术在软件复用中扮演着重
互联网中的流量由数以万计的不同应用产生,其构成结构会随应用的变化而变化。充分掌握网络总体的流量构成以及各种成分的变化规律对网络管理和网络行为学的研究具有重要意义。
学位
随着全球信息化的飞速发展,计算机网络安全问题日益突出,黑客入侵、信息泄密以及病毒泛滥所带来的危害引起了世界各国的高度重视。网络信息安全已成为亟待解决、影响国家大局
随着生物信息学的发展,数据挖掘技术为其提供了越来越重要的技术支持,而关联规则挖掘技术是数据挖掘领域中的重要组成部分。但在应用过程中由于生物数据的特点,传统算法需要进一
随着信息技术、网络通信和电子交易的迅猛发展,信息安全已成为全球最为热门的研究领域之一。传统的以密码方式进行身份认证的技术日益暴露出很多弊端。为确保信息安全,用人特