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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑计算机系统结构实验报告西安交通大学 计算机系统结构课内试验 试验报告 班级：计算机 15 班 姓名 ：高君宇 学号： 2110505112 日期： 2022.5.7 动态分支预计试验 一、试验目的及要求 了解把握动态分支与推断执行技术对流水线性能的提升效果 了解动态分支预计的基本技术； 了解推断执行的基本过程； 对比各种分支预计技术的性能。 二、试验环境 Linux、SimpleScalar Tool Set 、SPEC测试程序 三、试验内容 利用 SimpleScalar 仿真器中的分支预计仿真程序 sim-pred 运行所提供的三 个benchmark程
2、序，分别采用五种不同的分支预计方法，即bimod方式，two-level adaptive 方式，always taken 方式，always not taken 方式，comb方式，并对 前两种分别使用下表中两种参数配置； 分析仿真器输出的关于分支预计的统计参 数集，填写表格，并对各仿真器的能力给出相应说明。 命令格式为： ./sim-bpred -option executable_benchmark- argument 对于三种动态方法，分别说明如下： bimod 是最普通的，即采用一个 2bit 宽的分支方向预计表， 按分支地址查找， 2bit 分支预计器的判断和更新与课本上的一致。
3、这种方式只有一个参数， 就是分 支预计表的长度。 2-level 要繁杂一些，它采用两级表格式，第一级是分支历史表，存放各组分 支历史寄放器的值，其次级是全局 /局部分支模式表，（全局或局部应是由表长 相对于分支历史寄放器的长决定），它存放各分支历史模式的 2bit 预计器。在 判断时用当前分支指令对应的历史寄放器值去索引二级表得到相应预计器值。 更 新时，把当前分支的方向左移入历史寄放器，并对使用过的 2bit 预计器作更新。 它有四个参数，前三个是一级表长度，二级表长度，历史寄放器宽度，结果一个 是异或标志。假如为 1，则将历史寄放器的值与当前分支指令地址异或，用其结 果再去索引二级模式表
4、。 comb 方式则组合了以上两种方法，它再参与了一个 meta 表，这个表类似 bimod 的预计表，只是它预计的是采取 bimod 还是 2-level ，也采用 2-bit 预计器， 被采取的预计方法被定为第一方向，未被采取的定为其次方向。更新时，假如第 一方向与其次方向不同则更新meta表，否则只更新两种方法各自的表即可。它 共有三组参数，前两组即bimod和two-level的参数，第三组是关于 meta表长 度的说明。至于BTB的更新与cache的更新方式一致。 四、试验步骤 在linux的环境下，进入到simpleScalar文件的根目录； 调整好命令的格式并运行(下面给出运行命
5、令的的一部分内容)： ./sim-bpred -bpred taken tests/bin.little/test-math ./sim-bpred -bpred nottaken tests/bin.little/test-math ./sim-bpred -bpred bimod -bpred:bimod 512 tests/bi n.little/test-math ./sim-bpred -bpred bimod -bpred:bimod 1024 tests/bin.little/test-math ./sim-bpred -bpred 2lev -bpred:2lev 1 1024
6、 8 01 tests/bi n.little/test-math ./sim-bpred -bpred 2lev -bpred:2lev 1 64 6 1 tests/bi n.little/test-math ./sim-bpred -bpred comb -bpred:comb 1024 -bpred:2lev 1 1024 8 0 -bpred:bimod 1024 tests/bi n. little/test-math 五、试验结果 将结果总结如下表： 测试程序为test.math 、预计方 alway 去s n ot take n alway s take n bimod (51
7、6) bimod (1024) 2-level (1,1024,8 ,0) 2-level (1,64,6, 1) comb (1024) (1,1024,8 ,0) (1024) sim_totalnsn 2136 88 2136 88 213688 213688 213668 213723 213723 sim_total_refs 5689 7 5689 7 56897 56897 56897 56900 56900 sim_ nu m_bra nches 3859 1 3859 1 38591 38591 38591 38599 38599 sim elapsed time 1 1 1
8、 1 1 1 1 simn st rate 2136 2136 213688.0 213688.0 213688 213723 213723 88 88 000 000 sim_IPB 5.537 5.537 5.5372 5.5372 5.5372 5.537 5.537 2 2 bpred_bimod .Io oku 3859 3859 38591 38591 38591 38599 38599 PS 1 1 bpred_bimod.update 3859 3859 38591 38591 38591 38599 38599 s 1 1 bpred_bimod.addr_ 2193 255
9、6 34237 34237 34242 27961 35578 hits 8 1 bpred_bimod.dir_hir 2193 2556 34732 34732 34242 28514 36018 ts 8 1 bpred_bimod.misses 1665 1293 3859 3859 3797 10085 2581 3 0 bpred bimod.jr hits 3543 3543 3528 3528 3528 3529 3529 bpred_bimod.jr_see n 3543 3543 3543 3543 3543 3544 3544 bpred_bimod.jr_ non 35
10、43 3543 28 28 28 28 28 _ras hits.PP bpred_bimod.jr_ non 3543 3543 41 41 41 41 41 _ras see n.PP bpred_bimod.bpred 0.568 0.664 0.8872 0.8872 0.8873 0.7244 0.9217 _add 5 9 r rate bpred_bimod.bpred 0.568 0.664 0.9000 0.9000 0.9016 0.7387 0.9331 _dir 5 9 rate bpred_bimod.bpred _jr_r ate 1 1 0.9958 0.9958
11、 0.9958 0.9958 0.9958 bpred_bimod.bpred _jr_n on ras rate.PP 1 1 0.6829 0.6829 0.6829 0.6829 0.6829 bpred_bimod.retstac k_pu shes 1 1 3504 3504 3504 3505 3505 bpred_bimod.retstac k_po ps 0 0 3502 3502 3502 3503 3503 bpred_bimod.used_r as.PP 0 0 3502 3502 3502 3503 3503 bpred_bimod.ras_hit 0 0 3502 3
12、500 3500 3501 3501 s.PP bpred_bimod.ras_rat 0 0 0.9994 0.9994 0.9994 0.9994 0.9994 e.PP 测试程序为test.fmath 预计方 统计心、 alway s not 匕 八 taken alway s take n bimo d (516) bimo d (1024 ) 2-level (1,1024,8, 0) 2-level (1,64,6, 1) comb (1024) (1,1024,8, 0) (1024) sim_totalnsn 53448 53448 5344 5344 53448 53482 53482 8 8 sim_total_refs 16342 16342 1634 1634 16342 16345 16345 2 2
