Mips 相关分支预测

我有一个与相关预测值相关的练习，说明如下：

A:BEQZ R1，D
…
D:BEQZ R1，F
…
F：不是R1，R1
G:跳A

预测结果如下所示

获取当前指令

如果是分支，则确定预测器的当前状态并预测分支：

a、 行由分支地址决定（在本例中为a或D）
b、 列由当前全局移位寄存器确定
c、 使用单元格中的值确定来自状态机的预测（当前状态保存在单元格中）

执行分支，并确定实际决策 （已拍摄：1，未拍摄：0）：

a、 根据当前状态和 实际决策
b、 更新全局移位寄存器（向左移位并将实际判定位添加到右侧）

转到步骤1

这就是解决办法

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我了解该方案，知道2位预测器意味着更少的错误，但我无法解决这个问题，我很难找到解决方案，希望您能提供帮助。

这是（第15页）中简要描述的具有全局历史记录的两级自适应预测器的变体

在此变体中，历史记录寄存器在所有分支之间共享，但是模式历史记录表是branch1的本地表

最后n个（在您的例子中，n=2个）分支的结果被记住（0=未执行，1=执行），按时间顺序从左到右排列，形成一个n位的值，该值与分支地址2一起用于索引2位饱和计数器表

如果执行分支，每个计数器将递增，否则将递减（这是规范实现，任何4状态FSA都可以）。
每个计数器值的含义是：

00b (0) Strongly not taken
01b (1) Weakly not taken
10b (2) Weakly taken
11b (3) Strongly taken

饱和意味着大于3+1（再次执行强执行分支）=3，并且0-1（再次未执行强执行分支）=0，而寄存器上的算术通常为模2n

在您的练习中，假设如下：

模式历史表是一个2D表，行对应于分支的完整地址，列对应于全局历史寄存器的值

所有计数器均以01b状态启动（弱不使用）

重置时，全局历史记录寄存器为00b

R1

开头是0 让我们只看第一次迭代

第一次迭代

指令是

beqzr1，D

（显然是一个分支），其地址是

a

由于

R1

为0，将执行分支（朝向

D

）。
在全局历史记录为00b且地址为

a

的表中进行索引，得到计数器值01b（弱不接受），因此不接受预测

一旦CPU执行了分支并刷新了预测失误阶段，表必须更新。
由于执行了分支，计数器从01b增加到10b。
最后，自执行分支以来，全局历史从00b变为01b（1从右侧移入）

请注意，黄色突出显示的条目是在执行相应指令时读取的条目，而绿色的条目是由先前预测更新的条目

因此，要查看计数器值是否已增加，必须查看下一行

由于执行了分支，CPU位于

D

（

BEQZ R1，F

），这与之前完全相同，只有全局历史寄存器的值为01b

执行此指令后，CPU处于

F

，因此

R1

变为111..11b（解决方案仅将其指示为1），并重新执行上述两个分支

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1这是一种简化，表几乎总是一个缓存。对于可以找到分支的每个可能的内存地址，为其指定一个条目是不切实际的

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2将地址的一部分用作缓存中的索引，一旦选择了一个集合，地址将再次与集合中各个方向的标记进行比较。

@Joe别担心；）