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동적 하이브리드 간접 분기 예측기Dynamic Hybrid Indirect Branch Predictor
- Other Titles
- Dynamic Hybrid Indirect Branch Predictor
- Issue Date
- Jul-2022
- Publisher
- 대한전자공학회
- Keywords
- Modern processors attempt to execute instructions without disruption or pause in the flow in order to maximize the instruction-level parallelism (ILP). As the branch instruction is a major obstacle in reducing performance by disturbing the pipeline; the processor speculatively runs the branch instructions to the direction and target predicted in advance. However; in the case of a misprediction; the performance penalty drastically increases as the sequence of executed instructions must be flushed. For the indirect branch in particular; the target frequently changes; making it hard to predict and thus degrading the performance. Our prior study has shown that although the value-based target look-ahead (TLA) prediction method perfectly predicts the target; its performance suffers due to cycle delays; resulting in a costly target prediction standby penalty. In this paper; we propose a dynamic hybrid predictor that dynamically applies path-based predictor for easy-to-predict indirect branch and value-based TLA hard-to-predict indirect branch; combining the advantages of the two methods and thus improving overall performance. We implement the aforementioned predictor on the Gem5 simulator; and then show its superior performance by running the MicroBench and SPEC2006 benchmarks.
- Citation
- 전자공학회논문지, v.59, no.7, pp 12 - 20
- Pages
- 9
- Journal Title
- 전자공학회논문지
- Volume
- 59
- Number
- 7
- Start Page
- 12
- End Page
- 20
- ISSN
- 2287-5026
2288-159X
- Abstract
- 현대적인 고성능 프로세서는 최대한의 ILP를 위해 명령어 수행 흐름을 끊김없이 유지시키면서 수행하려고 하지만, 분기 명령은 성능 저하의 주요 장애 요인 중 하나이므로 이를 극복하려고 분기 방향과 타겟 주소를 미리 예측하여 모험적으로 수행한다. 그러나 예측이 잘못되면 수행시킨 일련의 명령어 모두를 무효화시켜야하므로 예측 실패 패널티가 매우 커진다. 특히 간접 분기는 그 타겟이 동적으로 수시로 달라져서 예측이 매우 어려워 수행 성능이 크게 떨어진다. 본 논문의 이전 연구로 값 기반의 TLA 예측 방식은 타겟을 거의 완벽하게 예측할 수 있지만, 예측 대기 패널티로 인해 많은 사이클 지연이 발생하여 성능에 걸림돌이 된다. 따라서, 본 논문은 동적 하이브리드 예측기를 제안하여 예측이 쉬운 경우는 경로 기반 예측을, 어려운 경우는 값 기반의 TLA 예측을 동적으로 선택하여 예측하게 하여 두 가지의 장점을 모두 결합시켜 성능을 향상시킨다. 제안한 방식은 Gem5 시뮬레이터 상에 제안된 예측기를 구현하고, MicroBench 및 SPEC2006 벤치마크를 수행하여 그 우수성을 보인다.
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Collections - College of Engineering > Department of Electronic Engineering > 1. Journal Articles
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