流水处理中转移开销的分析

流水技术通过多条指令的重迭执行来提高计算机的性能,但指令之间的相关性,尤其是转移指令带来的相关却大大限制了流水性能的发挥。本文分析了流水处理中转移指令所造成的开销,归纳了降低这种开销的一些办法。

嵌入式微处理器分支预测的设计与实现

针对五级流水线嵌入式微处理器的特定应用环境,对分支预测技术进行了深入研究,提出了一种新的分支预测方案。该方案兼容带缓存设计,通过扩展指令总线,在取指段提前对分支指令跳转方向和目标地址进行预测,保存可能执行而未执行的指令和地址指针以备分支预测失效时得以恢复,减少了预测失效的代价,同时保证了指令流的正确执行。研究表明,该方案硬件开销小,预测效率高,预测失效代价低。

多分支程序中软件流水与硬件流水的结合

把软件流水技术与硬件流水技术相结合可以大幅度提高处理机的运算速度和性能价格比；然而，在多分支程序中，常规的方法会引起空间开销的指数级膨胀；因此，这一技术根本不能实用。文中提出一种设计方法，使空间开销的增加非常小。文章分析了在多分支程序中软件流水与硬件流水的关系，对这两种流水技术结合在一起而引起的问题给出了相应的解决办法。模拟实验的结果表明，这种设计方法的时间开销和空间开销都非常小，而处理机的运算速度可以提高一个数量级以上。