제어 독립성을 이용한 분기 예상 실패 복구 메커니즘

A Branch Misprediction Recovery Mechanism using Control Independence

제어 독립성(Control Independence)은 슈퍼스칼라 프로세서에서 명령어 수준 병렬성(Instruction-Level Parallelism)을 향상시키기 위한 중요한 요소로 작용하고 있다. 분기 예상기법(Branch Prediction Mechanism)에서 잘못 예상될 경우에는 예상한 분기 방향의 명령어들을 제거하고 올바른 분기 방향의 명령어들을 다시 반입하여 수행해야 한다. 본 논문에서는 컴파일 시 프로파일링을 통한 정적인 방법과 프로그램상의 제어 흐름을 통해 동적으로 제어 독립적인 명령어를 탐지함으로써 분기 명령어의 잘못된 예상으로 인해 제거되는 명령어를 효과적으로 감소시켜 프로세서의 성능을 향상시키는 메커니즘을 제안한다. SPECint95 벤치마크 프로그램에 대해 기존의 방법과 본 논문에서 제안한 방법 사이의 사이클 당 수행된 명령어 수를 분석한 결과, 4-width 프로세서에서 4%~6%, 8-width 프로세서에서 11%~18%, 16-width 프로세서에서 15%~17%의 성능 향상을 보이고 있다.