Research on Conditional Execution Out-of-order Instruction Issue Microprocessor Using Register Renaming Method

레지스터 리네이밍 방법을 사용하는 조건부 실행 비순차적 명령어 이슈 마이크로프로세서에 관한 연구

  • 최규백 (연세대학교 전기전자공학과 프로세서연구실) ;
  • 김문경 (연세대학교 전기전자공학과 프로세서연구실) ;
  • 홍인표 (연세대학교 전기전자공학과 프로세서연구실) ;
  • 이용석 (연세대학교 전기전자공학과 프로세서연구실)
  • Published : 2003.09.01

Abstract

In this paper, we present a register renaming method for conditional execution out-of-order instruction issue microprocessors. Register renaming method reduces false data dependencies (write after read(WAR) and write after write(WAW)). To implement a conditional execution out-of-order instruction issue microprocessor using register renaming, we use a register file which includes both in-order state physical registers and look-ahead state physical registers to share all logical registers. And we design an in-order state indicator, a renaming state indicator, a physical register assigning indicator, a condition prediction buffer and a reorder buffer. As we utilize the above hardwares, we can do register renaming and trace the in-order state. In this paper, we present an improved register renaming method using smaller hardware resources than conventional register renaming method. And this method eliminates an associative lookup and provides a short recovery time.

본 논문에서는 조건부 실행 비순차적 명령어 이슈 컴퓨터 시스템에서의 레지스터 리네이밍 방법을 제안한다. 레지스터 리네이밍은 읽기 후 쓰기 그리고 쓰기 후 쓰기 의존성을 제거하는 기술이다. 레지스터 리네이밍 방법을 사용하는 조건부 실행 비순차적 명령어 이슈 컴퓨터 시스템을 구현하기 위해서, 우리는 순차적 상태 물리적 레지스터와 미리보기 상태 물리적 레지스터들 양자를 모든 논리적 레지스터들이 공유할 수 있도록 포함하고 있는 레지스터 파일을 사용한다. 또한 본 논문에서 제안된 구조를 구현하기 위해서 순차적 상태 지시기, 리네이밍 상태 지시기, 물리적 레지스터 할당 지시기, 조건 예측 버퍼, 리오더 버퍼들을 구현한다. 이러한 모든 하드웨어를 이용해서, 레지스터 리네이밍 방법을 사용하는 조건부 실행 비순차적 명령어 이슈 컴퓨팅 시스템의 레지스터 리네이밍 및 순차적 상태의 추적을 가능하게 한다. 본 논문에서는 위의 하드웨어를 사용하여 기존 레지스터 리네이밍 방법에 비해서 적은 하드웨어 비용으로 내용 검색(associative lookup)을 제거하고 짧은 복구 시간을 제공하는 개량된 레지스터 리네이밍 방법을 제안한다.

Keywords

References

  1. Superscalar Microprosseor Design Mike Johnson
  2. IEICE Trans. On Infromation and Systems v.E82-D no.3 Fast Precise Interrupt Handling without associative Searching in Multiple Out-Of-Order Issue Processor S.J.Nam;I.C.Park;C.M.Kyung
  3. MICRO-31. Proceedings. 31st Annual ACM/IEEE International Symposium on 1998 A novel Renaming Scheme to Exploit Value Temporal Locality through Physical Register Reuse and Unification Stephan Jourdan;Ronny Ronen;Michael Bekerman;Bishara Shomar;Adi Yoaz
  4. IEEE Transactions on Computer v.37 no.5 Implementation of Precise Interrupts in Pipelined Processors J.E.smith;A.R.Pleszkum
  5. Micro, IEEE v.20 no.Issue:5 The design space of register renaming techniques D.sima
  6. Microarchitecture, 1993. Proceedings of the 26th Annual International Symposium Register Renaming and Dynamic Speculation: an Alternative Approach M.Moudgill;K.Pingali;S.Vassiliadis