基于分组更新历史信息的并行分支预测装置

摘要

一种基于分组更新历史信息的并行分支预测装置，包括：组分支历史移位寄存器，用以缓存最近执行的j组分支指令的组分支跳转信息；分支结果存储器，用以存储经过后级流水线确认的分支跳转结果，并输出分支预测信息；指令预译码单元，若预译码得出分支指令，则从分支结果存储器输出端的i位分支预测信息中选取1位作为该分支指令的分支预测结果；分支指令标记单元，对预译码之后的分支指令进行分组和标记；分支确认信息缓存单元，用以监测后级流水线对分支指令的确认情况，当后级流水线确认完一组分支指令时，用该组分支指令的组分支跳转信息更新组分支历史移位寄存器。本发明在高时钟频率下并行处理多条分支指令并对分支结果进行精确预测。

主权项

一种基于分组更新历史信息的并行分支预测装置，其特征在于，所述并行分支预测装置包括：组分支历史移位寄存器，位宽为j位，用以缓存最近执行的j组分支指令的组分支跳转信息，并为分支结果存储器提供读索引和写索引；分支结果存储器，连接于组分支历史移位寄存器输出端，用以存储经过后级流水线确认的分支跳转结果，并输出分支预测信息，存储器的输入输出端口位宽为i位，存储器的深度为2j个表项；指令预译码单元，连接于分支结果存储器的输出端，最多可对m条指令并行预译码，其中，m≤i，针对每条指令，若预译码得出其为分支指令，则从分支结果存储器输出端的i位分支预测信息中选取1位作为该分支指令的分支预测结果；分支指令标记单元，连接于指令预译码单元的输出端，对预译码之后的分支指令进行分组，并对每组第一条和最后一条分支指令打上标记；分支确认信息缓存单元，连接于组分支历史移位寄存器的输入端，用以监测后级流水线对分支指令的确认情况，当后级流水线确认完一组分支指令时，用该组分支指令的组分支跳转信息更新组分支历史移位寄存器，组分支跳转信息具体通过把该组中每一条分支指令的正确分支结果进行逻辑按位同或运算得到。