데이터 값 예측기를 위한 값 지역성과 공간 지역성 혼합

초록

데이터 종속관계를 갖는 명령어는 데이터 흐름을 방해하여 명령어 수준 병렬성(ILP)를 제한하게 된다. 하나의 명령어가 수행하기 위해 다른 명령어의 결과가 필요한 경우, 명령어의 수행이 완료 될 때까지 기다려야 한다. 즉, 로드와 같이 다중 사이클이 걸리는 명령어의 경우 명령어 수준 병렬성을 감소시키게 되는 것이다. 이것은 프로세서의 높은 이용률을 위한 충분한 독립적 명령어가 없게 되어 성능 저하를 초래한다. 이러한 문제를 극복하기 위해 3가지 접근 방법이 연구되어왔다. [1]. 첫째로, 필요한 데이터를 멀리 떨어진 저장 장치로부터 선행인출(prefetch)을 수행해 예정보다 빨리 제공하여 대기 시간을 줄이는 방법이 있다. 둘재로, 생성될 결과 값을 예측하여 투기적(speculative)으로 의존 상태에 있는 명령어에게 제공하는 것이다. 마지막으로, 로드 명령어의 읽어 올 주소를 예측하여 주소 생성시간에 의한 대기 시간을 줄이는 방법이 있다. 이렇게 대기 시간을 줄이기 위한 많은 연구가 수행되어 왔으며, Gonzalez와 Gonzalez[2]는 스트라이드 주소 예측기를 이용하여 로드 명령을 위해 미리 가져오도록 하였다. 이를 Address prediction and data prefetch (APDP)라 불렀다. 그들은 주소 예측과 선행인출 두 가지를 결합한 형태로 실험 한 것이다. 본 논문에서는 기존의 데이터 값 예측기와 APDP의 동작적 특성을 보였고, APDP의 메모리 접근 횟수를 줄이기 위해 수정하였다. 서로 다르게 제안된 예측기들은 서로 다른 패턴과 지역성을 이용하여 예측한다. 따라서 수정된 APDP와 데이터 값 예측기를 결합하여 보다 높은 예측 정확성을 얻으려는 것이다.