일반기술

레지스터 리네이밍 방법을 사용하는 조건부 실행 비순차적명령어 이슈 컴퓨터 시스템

본 기술은 명령어(instruction)의 조건부 실행(conditional execution)을 특징으로 하는 명령어 세트 구조(instruction set architecture)를 채택한 비순차적(out-of-order) 명령어 이슈 컴퓨터 시스템(computer system)의 일반 레지스터(general register)와 조건 레지스터(condition register)에 대한 레지스터 리네이밍(register renaming), 물리적 레지스터(physical register)의 할당(allocation)과 퇴거(retire) 및 순차적 상태(in-order state)의 추적과 복구를 관리하는 방법에 관한 것이다.순차적 상태를 나타내는 물리적 레지스터와 미리보기 상태를 나타내는 물리적 레지스터들 양자를 모든 논리적 레지스터들이 공유할 수 있도록 포함하고 있는 레지스터 파일, 논리적 레지스터 수만큼의 엔트리들을 가지고 있으며, 각 엔트리들은 물리적 레지스터의 주소를 값으로 가지며, 레지스터 파일 내의 물리적 레지스터 중에서 어느 것들이 각각의 논리적 레지스터의 순차적 상태를 나타내는지를 지시하는 순차적 상태 지시기, 논리적 레지스터 수만큼의 엔트리들을 가지고 있으며, 각 엔트리들은 물리적 레지스터의 주소를 값으로 가지며, 레지스터 파일 내의 물리적 레지스터 중에서 어느 것들이 각각의 논리적 레지스터의 구조적 상태인 최신의 리네임 인스턴스를 나타내는지를 지시하는 리네임 상태 지시기, 물리적 레지스터 중에서 어느 것들이 논리적 레지스터들에 할당되고, 어느 것들이 프리해서 새로운 물리적 레지스터의 할당에 사용될 수 있는지를 알려주며, 물리적 레지스터 수만큼의 엔트리들을 가지고 있으며, 각 엔트리들은 한 비트로 이루어지며, 각 엔트리는 대응하는 물리적 레지스터가 논리적 레지스터에 할당되어 있는 상태인지 아닌지를 지시하는 물리적 레지스터 할당 지시기, 조건 레지스터의 상이한 리네임 인스턴스들을 나타내는 물리적 조건 레지스터들을 포함하는 조건 레지스터 어레이, 물리적 조건 레지스터의 주소를 값으로 가지는 단일 엔트리로 이루어지며, 조건 레지스터 어레이 중에서 어떤 물리적 조건 레지스터가 논리적 조건 레지스터의 순차적 상태를 저장하고 있는지를 지시한다.본 기술의 기반이 되는 방법은 순차적 상태를 나타내는 레지스터들로 미리보기 상태를 나타내는 레지스터들의 내용을 전송하는 과정을 제거한다. 그리고 단순한 리오더 버퍼 방법의 연합적 찾기 과정을 피하도록 하였으며, 레지스터 리네이밍과정과 레지스터 읽기를 분리할 수 있도록 하여, 각각은 별도의 파이프라인 단계에서 이루어진다. 이것은 클락 주파수를 높일 수 있도록 한다.그리고, 보통의 단일 레지스터 어레이가 미리보기 상태의 물리적 레지스터와 순차적 상태의 물리적레지스터를 구분하지 않고 보유하도록 하여, 레지스터 값을 읽고 쓰는 과정을 순차적 이슈 시스템의 것으로 단순화 한다.또한 레지스터 어레이 내의 모든 물리적 레지스터는 어떤 논리적 레지스터에도 할당될 수 있도록 하였다. 이와 같이 논리적 레지스터들 간에 모든 물리적 레지스터들을 공유함으로써, 레지스터 파일의 크기를 최소화하고 물리적 레지스터들의 활용도와 시스템의 성능을 높이도록 한다.본 기술은 이와 같은 장점을 지닌 방법을 기반으로 해서, 명령어의 조건부 실행을 특징으로 하는 명령어 세트 구조를 채택한 비순차적 명령어 이슈 컴퓨터 시스템에서 레지스터 리네이밍, 물리적 레지스터의 할당과 퇴거 및 순차적 상태 추적을 효율적으로 관리하는 방법을 제공하는 것이다.기존의 방법들은 명령어의 조건부 실행을 특징으로 하는 명령어 세트 구조를 채택한 비순차적 컴퓨터 시스템에 적용될 수 없다는 점을 고려하면, 본 발명의 유용성이 명백해진다.조건부 실행 비순차적 컴퓨터 시스템의 레지스터 리네이밍 및 순차적 상태의 추적을 가능하게 하며, 실행 예측에 대한 높은 정확성이 기반이 될 경우에 시스템의 성능을 크게 향상시킨다.레지스터 리네이밍은 비순차적 컴퓨터 시스템의 구현을 위해서 필수적인 요소이다.그러나, 이전의 레지스터 리네이밍 방법들은 조건부 실행을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템에 적용할 수 없기 때문에 조건부 실행을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템을 비순차적 시스템으로 구성하는 것은 불가능했다그러나 본 기술에 의한 조건부 실행을 특징으로 하는 비순차적 컴퓨터 시스템의 구현이 가능하게 되었으며, 조건 실행 예측의 정확성이 높다면, 컴퓨터 시스템 전체의 성능이 크게 향상 될 수 있다.