• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.767-770
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• 1998

This paper introduces an instruction fetch unit which is designed for RAPTOR, an on-chip multiprocessor. In order to reduce control hazards, the proposed fetch unit supports a hybrid branch prediction scheme which consists of a static scheme and the 2bC branch prediction scheme. The fetch unit also utilizes the branch folding technique with two instruction buffers to avoid the branch penalty caused by imspredictions. Instructions are predecoded in the fetch unit to achieve extra performance gain.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권7호
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• pp.1497-1501
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• 2005

프로그램의 순차적인 실행 순서를 바꾸는 명령어를 분기 명령어라 하며, 분기는 마이크로프로세서의 파이프라인 정지를 일으켜 성능을 저하시키는 가장 큰 원인이 된다. 이에 따라 분기를 정확히 예측하여 다음 실행될 명령어를 제공한다면 마이크로프로세서의 자연스런 명령어의 실행 흐름은 끊어지지 않게 되고 이로써 논은 성능의 향상을 기대할 수 있게 된다. 분기 예측을 위해서는 분기 타겟 버퍼가 필수적이며, 분기 타겟 버퍼는 분기 예측 결과에 따라 다음에 실행할 명령어의 주소를 제공한다. 본 논문에서는 가상주소를 실제주소로 바꾸어 주는 TLB와 분기 타겟 버퍼가 각각 가지고 있는 태그 메모리를 함께 사용하는 구조를 제안한다. 이러한 공유 태그 구조의 이점은 2재의 태그 메모리를 하나로 공유함으로써 칩 면적의 감소를 꾀하고 더불어 분기 예측 속도를 향상시킬 수 있다는 점이다. 또한, 본 논문에서 제안된 구조는 주소로 사용되는 비트 수가 커지거나 여러 개의 명령어를 동시에 실행할 수 있는 구조에서 그 이점이 더욱 커지기 때문에 향후 개발되는 마이크로프로세서에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.129-132
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• 2002

AE64000 is the 64-bit high-performance microprocessor that ADC Co. Ltd. is developing for an embedded environment. It has a 5-stage pipeline and uses Havard architecture with a separated instruction and data caches. It also provides SIMD-like DSP and FP operation by enabling the 8/16/32/64-bit MAC operation on 64-bit registers. AE64000 processor implements the EISC ISA and uses the instruction folding mechanism (Instruction Folding Unit) that effectively deals with LERI instruction in EISC ISA. But this unit makes branch prediction behavior difficult. In this paper, we designs a branch predictor optimized for AE64000 Pipeline and develops a AES4000 simulator that has cycle-level precision to validate the performance of the designed branch predictor. We makes TAC(Target address cache) and BPT(branch prediction table) seperated for effective branch prediction and uses the BPT(removed indexed) that has no address tags.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제10권1호
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• pp.78-84
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• 2012

This paper presents a branch prediction algorithm and a 4-way set-associative cache for performance improvement of an embedded RISC core and a clock-gating algorithm with observability don’t care (ODC) operation to reduce the power consumption of the core. The branch prediction algorithm has a structure using a branch target buffer (BTB) and 4-way set associative cache that has a lower miss rate than a direct-mapped cache. Pseudo-least recently used (LRU) policy is used for reducing the number of LRU bits. The clock-gating algorithm reduces dynamic power consumption. As a result of estimation of the performance and the dynamic power, the performance of the OpenRISC core applied to the proposed architecture is improved about 29% and the dynamic power of the core with the Chartered 0.18 ${\mu}m$ technology library is reduced by 16%.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 ITC-CSCC -2
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• pp.619-622
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• 2000

This research presents an analytical model to predict the instruction fetch rate on superscalar Processors. The proposed model is also able to analyze the performance relationship between cache miss and branch prediction miss. The proposed model takes into account various kind of architectural parameters such as branch instruction probability, cache miss rate, branch prediction miss rate, and etc.. To prove the correctness of the proposed model, we performed extensive simulations and compared the results with those of the analytical models. Simulation results showed that the pro-posed model can estimate the instruction fetch rate accurately within 10% error in most cases. The model is also able to show the effects of the cache miss and branch prediction miss on the performance of instruction fetch rate, which can provide an valuable information in designing a balanced system.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2019년도 추계학술발표대회
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• pp.24-27
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• 2019

Meltdown, Spectre 등 하드웨어의 취약점을 이용하는 side-channel 공격이 주목을 받으면서 주요 microarchitecture 구조에 대한 철저한 이해의 필요성이 커지고 있다. 현대 마이크로프로세서에서 branch prediction이 갖는 중요성에도 불구하고 세부적인 사항은 거의 알려지지 않았으며 잠재적 공격에 대비하기 위해서는 반드시 현재 드러난 정보 이상의 detail을 탐구하기 위한 시도가 필요하다. 본 연구에서는 Performance Monitor Counter를 이용해 branch 명령어를 포함한 프로그램이 실행되는 동안 Branch Prediction Unit에 의한 misprediction 이벤트가 발생하는 횟수를 체크하여 인텔 하스웰, 스카이레이크에서 사용되는 branch target buffer의 구조를 파악하기 위한 실험을 수행하였다. 연구를 통해 해당 프로세서의 BTB의 size, number of way를 추정할 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권2호
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• pp.181-195
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• 2023

To predict the rheological behaviours along with the compressive strength of self-compacting concrete that incorporates environmentally friendly ingredients as cement substitutes, a comparative evaluation of machine learning methods is conducted. To model four parameters, slump flow diameter, L-box ratio, V-funnel time, as well as compressive strength at 28 days-a complete mix design dataset from available pieces of literature is gathered and used to construct the suggested machine learning standards, SVM, MARS, and Mp5-MT. Six input variables-the amount of binder, the percentage of SCMs, the proportion of water to the binder, the amount of fine and coarse aggregates, and the amount of superplasticizer are grouped in a particular pattern. For optimizing the hyper-parameters of the MARS model with the lowest possible prediction error, a gravitational search algorithm (GSA) is required. In terms of the correlation coefficient for modelling slump flow diameter, L-box ratio, V-funnel duration, and compressive strength, the prediction results showed that MARS combined with GSA could improve the accuracy of the solo MARS model with 1.35%, 11.1%, 2.3%, as well as 1.07%. By contrast, Mp5-MT often demonstrates greater identification capability and more accurate prediction in comparison to MARS-GSA, and it may be regarded as an efficient approach to forecasting the rheological behaviors and compressive strength of SCC in infrastructure practice.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권6호
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• pp.306-313
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• 2005

조건 분기예측은 프로세서 성능 개선을 위한 중요한 기술이다 그러나, 분기예측실패는 많은 사이클을 낭비시키며, 비순서적 실행을 방해하고, 잘못 예측된 명령어들을 수행하게 되므로 전력을 낭비한다. 따라서 높은 정확도를 갖는 분기 예측기는 좋은 성능을 갖는 프로세서를 위해 중요하다. gshare와 GAg같은 전역 히스토리를 기반으로 하는 예측기에서는 히스토리의 명령어 완료시간 갱신 (commit update)에 의해 많은 분기예측실패가 발생한다. 그런 문제를 해결하기 위해 히스토리를 모험적으로 갱신하고, 분기예측실패 시 히스토리를 복구시키는 메커니즘에 관한 연구의 필요성이 제시되었고, 연구 되었다. 본 논문에서는 분기예측실패 발생 후 분기 히스토리를 복구하는 간단한 복구 메커니즘을 제안한다. 제안한 복구 메커니즘은 기존 분기예측기에 age_counter를 추가하고 분기 히스토리 레지스터 크기를 2배로 확장시킨다. age_counter는 미해결 분기명령어 수를 저장하며, 분기예측실패 후 분기 히스토리 레지스터를 복구하는데 사용한다. Simplescalar 3.0/PISA 툴셋과 SPECINT95 벤치마크 프로그램에서 시뮬레이션 한 결과, 제안된 복구 메커니즘을 gshare와 GAg 예측기에 적용하였을 때 예측 정확도와 프로세서 성능을 개선시킬 수 있었음 을 보여준다. GAg와 gshare 예측기에서 예측정확도는 각각 9.21$\%$와 2.14$\%$가 개선되었고, WC는 18.08$\%$와 8.75$\%$ 개선되었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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• pp.803-804
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• 2006

This paper presents a multiple branch predictor with perceptrons. We describe our design and evaluate it with the SPEC 2000 benchmarks. Our predictor achieves increased accuracy than the previous multiple branch predictors.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권12호
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• pp.1094-1101
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• 2013

본 논문은 4-Way 캐쉬의 선택된 element만을 사용하여 어플리케이션 수행 사이클을 줄인 향상된 동적 분기 예측기를 제안한다. 제안된 동적 분기 예측기는 분기명령어가 페치되면 MRU 버퍼를 참조하여 4-Way 캐쉬의 선택된 element에서 타깃 주소를 얻으므로, 모든 element에 접근하는 기존의 동적 분기 예측기보다 제한된 전력하에서 BTAC entry 수를 증가시킬 수 있어 분기 예측 성공률과 어플리케이션의 수행속도가 상당히 향상된다. 제안된 동적 분기 예측기의 효율성을 SMDL 시스템에 의해 생성된 코어가 벤치마크 어플리케이션을 수행하여 검증한다. 실험결과 동적 분기 예측기가 없는 코어에 비해 생성된 코어의 어플리케이션 수행 사이클은 평균 10.1% 감소하고 어플리케이션의 전력소모는 7.4% 증가한다. 기존 동적 분기 예측기를 사용하는 코어에 비해 수행 사이클은 평균 4.1% 줄어든다.