शाखा भविष्यवाणी डेटा कहां/कैसे संग्रहीत किया जाता है?

Question

मैंने हमेशा सोचा है कि पूर्वानुमान डेटा कहां/कैसे संग्रहीत किया जाता है? क्या कोई सीमा है? क्या यह केवल हाल ही की शाखा है? मैं ज्यादातर इंटेल आर्किटेक्चर के बारे में चिंतित हूं, लेकिन किसी भी वास्तुकला के बारे में मैं कुछ भी सीख सकता हूं।

Answer 1

प्रोसेसर में कहीं आंतरिक रूप से। वास्तव में क्या किया जाता है प्रोसेसर पर निर्भर करता है।

एक बहुत ही साधारण मामले में, आप शाखा पूर्वानुमान डेटा के 4096 बिट्स ले सकते हैं। फिर प्रत्येक शाखा के लिए, आप शाखा के पते के अंतिम 12 बिट्स लेते हैं, जो 4096 विभिन्न मूल्य देता है, और इसे आपकी शाखा भविष्यवाणी डेटा में सूचकांक के रूप में ले जाता है। और चूंकि आपके पास केवल एक बिट डेटा है, इसलिए आप केवल स्टोर करते हैं कि अंतिम शाखा ली गई थी या नहीं।

लाभ यह है कि यह बहुत सस्ता है। नुकसान यह है कि दो शाखाएं बिल्कुल 4096 बाइट्स अलग-अलग तालिका में एक ही प्रविष्टि का उपयोग करती हैं। तो यदि आपका कोड हर बार इन दो शाखाओं को निष्पादित करता है, और हमेशा एक लिया जाता है और कोई कभी नहीं लिया जाता है, तो शाखा भविष्यवाणी काफी खराब होती है।

कुछ प्रोसेसर प्रति शाखा दो बिट्स का उपयोग करते हैं जिसका अर्थ है "मजबूत लिया गया", "लिया गया", "नहीं लिया गया", "मजबूत नहीं लिया गया"। हर बार जब शाखा को भविष्यवाणी की जाती है तो "मजबूत उठाया जाता है" की ओर बढ़ता है, यदि शाखा नहीं ली जाती है तो यह "मजबूत नहीं" की ओर बढ़ती है। यदि शाखाओं को आम तौर पर दुर्लभ अपवादों के साथ लिया जाता है तो यह बेहतर काम करता है।

कुछ प्रोसेसर शाखा पते के अंतिम 12 या अधिक बिट्स का उपयोग नहीं करते हैं, लेकिन वे कहते हैं कि आखिरी चार शाखाएं ली गई हैं या नहीं। मान लें कि आपके पास कोड

if (x >= 0) { ... } 
if (x <= 0) { ... } 

और x शायद ही कभी 0 है, लेकिन काफी यादृच्छिक रूप से सकारात्मक या नकारात्मक है। तब पहली शाखा भविष्यवाणी करना मुश्किल है, लेकिन दूसरे को पहले कभी नहीं लिया जाने के बाद कभी नहीं लिया जाता है, और यदि पहले व्यक्ति को नहीं लिया जाता है तो हमेशा लिया जाता है। इस जानकारी में मिश्रण करके, आप दूसरी शाखा के लिए शाखा पूर्वानुमान तालिका में दो प्रविष्टियों का उपयोग करते हैं, लेकिन दूसरी शाखा के लिए भविष्यवाणी बेहद सटीक होगी, भले ही शाखा को यादृच्छिक रूप से लिया गया हो या नहीं लिया गया हो।

आपको हमेशा समस्या है कि शाखा पूर्वानुमान तालिका में एक ही प्रविष्टि का उपयोग एक से अधिक शाखाओं के लिए किया जाएगा; आप बस इसके साथ रहते हैं। (इसे संभालने के लिए कुछ भी चालाक करने से बहुत अधिक भंडारण होगा। हम प्रति शाखा भविष्यवाणी 1 या 2 बिट का उपयोग कर रहे हैं ताकि हमारे पास बहुत कम भंडारण के साथ भारी टेबल हो)।