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AMD原生四核CPU架构详解(4)

http://www.sina.com.cn 2007年03月12日 11:20 太平洋电脑网

四、K8软肋不再-分支预测器的重要改进

  一般而言,CPU采用的分支预测技术的精准性决定着该CPU构架最适合的流水线宽度和级数。分支预测器能够正确预测的数据就相当于CPU能够处理的最佳数据量,只有这部分数据能够成为被准确处理的信息。K8构架的分支预测器与其构架是搭配的十分和谐的,但在对手的Pentium M构架和Pentium 4系列中,也有AMD值得借鉴的长处。由于当时技术的原因,K8构架最重要的软肋就是-没有间接分支预测器。

  进化到K8L构架时代,AMD在Barcelona中增加了一个512路的间接分支预测器,它的作用是预测间接数据。间接数据是指处理器需要动用到内存里的数据,这是一个相当大的数据量。相对直接分支预测器给予CPU一个精准的地址,间接分支预测器给予了CPU大量的内存中所可能使用的数据。

AMD原生四核CPU架构详解(4)
AMD发布K8L时强调的增强型分支预测

  INTEL在Pentium M构架中首次加入了间接分支预测器,INTEL的思路是尽一切可能缩小预测数据的范围,从而最大可能的提升CPU运算效率和降低无意义的能耗。NetBurst构架的Prescott芯片中同样也加入了间接分支预测器,这对于超长流水线操作的NetBurst构架是十分有益的。Prescott芯片加入间接分支预测器后,其整体预测错误率降低了12%,最高在253.perlbmk专项性能中降低了55%的错误率。AMD与INTEL的分支预测算法不同,但可以肯定的是:间接分支预测器带给Barcelona芯片的性能提高也是相当的。

  Barcelona不仅仅加入了新的间接分支预测器,它的返数据存储器也扩大了两倍。当一条编码需要动用到许多子程序时,CPU的返数据存储器就可能超载从而无法满足所有的分支预测任务,AMD此次将返数据存储器扩大了一倍,对性能的提升是十分有益处的。在AMD新返数据存储器的软件招标中,有大量的软件公司参与投标。

  在分支预测器技术上,AMD还有一项传统的改进-记录更多的历史预测结果。借鉴历史结果,这是一种显而易见的提升正确率的方法。越多的历史预测结果记录,就越能完整的提供此次的结果范围。相比K8构架最初采用的130纳米工艺,K8L构架采用了更精细的65纳米技术,使得K8L构架拥有了两倍于K8构架的预测结果记录器容量。

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