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信息与电脑

软件开发与应用InformationComputer2024年第8期

通过SimpleScalar的分支预测模型设计与研究

刘相通杜军

（哈尔滨师范大学计算机与信息学院，黑龙江哈尔滨150000）

摘要：现如今，计算机体系结构是计算机研究领域的热点。使用传统的硬件描述语言（HardwareDescription

Language，HDL）构建体系结构时，需要大量的时间和硬件资源，而处理器模拟器能够快速地构建实验原型，辅助计算

机体系结构的探索。本文通过在SimpleScalar模拟器的分支预测模块中添加了混合（Hybird）分支预测方法以及感知器

（Perceptron）预测方法，利用SPEC95INT中的测试集进行了实验，并对不同的分支预测模型实验结果进行了分析，为

实际应用中的微处理器分支预测器的设计提供了参考。

关键词：分支预测；计算机体系结构；SimpleScalar；模拟器

中图分类号：TP332 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2024）08-110-03

ADesignandResearchofBranchPredictionModelBasedonSimpleScalar

LIUXiangtong,DUJun

(SchoolofComputerScienceandInformationTechnology,HarbinNormalUniversity,HarbinHeilongjiang150000,China)

Abstract:Nowadays,computerarchitectureisahotspotinthefieldofcomputerresearch.Ittakesalotoftimeand

hardwareresourcestobuildthearchitecturewiththetraditionalhardwaredescriptionlanguage(HDL),buttheprocessor

simulatorcanquicklybuildexperimentalprototypestoassisttheexplorationofcomputerarchitecture.Inthispaper,ahybrid

branchpredictionmethodandaPerceptronpredictionmethodareaddedtothebranchpredictionmoduleoftheSimpleScalar

simulator,andtheexperimentiscarriedoutbyusingthetestsetinSPEC95INT.Theexperimentalresultsofdifferentbranch

predictionmodelsareanalyzed,whichprovidesareferenceforthedesignofmicroprocessorbranchpredictorinpractical

application.

Keywords:branchprediction;computerarchitecturebranch;SimpleScalar;simulators

0 引言器沿着正确的指令执行顺序进行，减少不必要的流水线

现代处理器设计一般采用流水线结构来提高指令的停滞或者冲刷流水线操作。

并行性。程序的执行过程中的分支跳转指令，如If-else1 分支预测相关研究

语句、循环语句等影响着流水线后续指令的正确取出。1.1

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