标志预访问和组选择历史相结合的低功耗指令cache

指令cache是处理器的主要耗能部件之一.研究发现,在指令顺序执行的情况下,访问同一cache行只需要访问一次标志存储器,因此标志存储器存在大量空闲周期.本方法利用标志存储器的空闲周期来预先访问地址连续的下一个cache行的标志,从而预先获得cache行命中和组选择信息,这样当真正取下一行的指令时,根据获得的该cache行的标志信息就无需访问没有被选中的数据存储器.预先访问标志存储器的另一个优点是可以加入组预测算法来减少对标志存储器的访问.为了减少短距离跳转时对cache的访问,环形历史缓冲区(CHB)保存了部分组选择结果来获得跳转目标地址的cache行信息.该方法没有性能损失,而且具有硬件实现简单,硬件代价小等优点.该方法已被应用于250MHz的RISC处理器中.