L-TAGE预测器 “A 256 Kbits L-TAGE branch predictor”

在实际中，预测器使用的历史长度集首先通过几何级数来获得，然后再通过细化确定，不过这些改进能获得的精度方面的益处有限。

预测机制（相比TAGE的不同点）

增加了USE_ALT_ON_NA：由于在部分程序中，如果某个分支最长历史匹配的项是新分配的，此时使用altpred预测更有效，因此使用该4-bit计数器在全局上动态监测分支的这一特性。

判定为新项的方法：如果某一项的预测计数器是弱的则认为其是新项。

预测时：如果最长匹配项的预测计数器不是弱的，或者USE_ALT_ON_NA无效（negative），则采用提供者组件的预测，否则使用altpred。

L-TAGE的特点

由一个13-component TAGE预测器和一个256-entry 循环预测器（loop predictor）组成。
索引信息：PC、全局分支历史 ghist（包括一些无条件分支）、16-bit 路径历史 phist（每个分支 1 个地址位）。

Q：为什么要包括无条件分支？

区别内核和用户分支：通过地址分区识别内核和用户分支，使用两组历史：只允许用户分支更新的用户历史和允许所有历史更新的内核历史。
组件数：对于256Kbits的预测器，13-component达到了最大精度。

循环预测器

循环预测器：用于识别具有恒定次数迭代的规则循环。当循环以相同的迭代次数连续执行3次时循环预测器提供全局预测。每个项由14位的过去迭代计数、14位的当前迭代计数、14位的部分标记、2位的置信度计数器和8位age计数器组成，即每个项52位，共256项，存储需14Kbits。
循环预测器替换政策：基于age 计数器。一个项只有在其age计数器为空时才能被替换。在分配时，age首先设置为255。只要该项是一个可能的替换目标，age就递减；当该项被使用并且提供了一个有效的预测时，age递增。每当分支被确定为不是常规循环时，age被重置为零。

性能评价

所提交的L-TAGE预测器（256Kbits）VS 关掉循环预测器的TAGE组件：3.314 VS 3.368

L-TAGE：256Kbits

231.5 Kbits TAGE：256Kbits中的TAGE部件

13C：256Kbits 13-组件TAGE

8C：256Kbits 8-组件TAGE

8C-Ahead ：256Kbits 8-组件TAGE+流水线中提前3个分支

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