Pipelining Predicción dinámica de brincos

Universidad de SonoraArquitectura de Computadoras2 Introducción En base a la historia de la instrucción, predecir si habrá o no brinco. Se necesita una tabla de historia de brincos, llamada también buffer de predicción de brincos. La tabla es una memoria pequeña indexada por la parte baja de la dirección de la instrucción de brinco. La tabla contiene uno o mas bits indicando si el brinco fue recientemente tomado o no. La predicción se hace en la etapa IF del brinco.

Universidad de SonoraArquitectura de Computadoras3 Tabla de 1 bit Un bit que indica si la última vez el brinco fue tomado o no. Desventaja: mala precisión aun con brincos que son casi siempre tomados. Ejemplo: suponer la segunda vez que se ejecuta un brinco de un ciclo. El brinco se toma 9 veces seguidas y luego no se toma. El sistema de 1 bit se equivoca dos veces.

Universidad de SonoraArquitectura de Computadoras4 Tabla de 1 bit Se equivoca en la primera iteración. El bit se quedó en 0 al final de la primera ejecución y predice no tomado, pero el brinco se toma. Se equivoca en la última iteración. El bit está en 1 porque el brinco se ha tomado 9 veces consecutivas y predice tomado, pero el brinco no se toma. Precisión: 80% en un brinco que se toma el 90%.

Universidad de SonoraArquitectura de Computadoras5 Tabla de 2 bits La predicción debe estar mal dos veces antes de cambiarla. Se modela usando una máquina de estados finitos.

Universidad de SonoraArquitectura de Computadoras6 Tabla de 2 bits

Universidad de SonoraArquitectura de Computadoras7 Tabla de 2 bits Fácil de implementar con un contador de 2 bits. Si la predicción es acertada el contador se incrementa. Si la predicción no es acertada el contador se decrementa. Estados 0 y 1 predicen brinco no tomado. Estados 2 y 3 predicen brinco tomado. En el ejemplo anterior, este método tiene precisión del 90%, solo se equivoca en la última iteración.

Universidad de SonoraArquitectura de Computadoras8 Otras mejoras Buffer de destinos de brincos. Memoria cache para guardar el destino de los últimos brincos. Predictor de correlación. Combina comportamiento local de un brinco en particular con información global acerca del comportamiento de algunos brincos recientemente ejecutados. Predictor de brincos estilo torneo. Tiene varias predicciones para un mismo brinco y un mecanismo para seleccionar que predictor usar para un brinco en particular.

Universidad de SonoraArquitectura de Computadoras9 Otras mejoras Un predictor estilo torneo típico tiene dos predicciones para cada brinco, uno basado en información global de brincos y otro en información local. El selector escoge que predictor usar para un brinco en particular. El selector se puede implementar parecido a las tablas de 1 y 2 bits, favoreciendo al predictor que haya sido mas preciso.