ISCA2018论文分享-Dynamic Memory Dependence Predication-优快云博客

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DMDP（Dynamic Memory Dependence Predication）是一种针对NoSQ架构的改进方案，旨在减少内存依赖关系错误预测导致的re-execution次数。通过在寄存器重命名阶段插入指令改变load行为，DMDP提高了NoSQ架构的性能，实验结果显示相比于NoSQ，DMDP实现了7.17%的整数性能提升和4.48%的浮点性能提升，同时节省了6.7%的能耗。

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Dynamic Memory Dependence Predication

Conferences: ISCA, 2018

Authors: Zhaoxiang Jin ; Soner Önder

Site: https://ieeexplore.ieee.org/document/8416831

Keywords: Memory Dependence Prediction, Store Queue Free Architecture, Memory Cloaking, Dependence Predication

简介

NoSQ 是 Store-queue-free 架构的一种方案，主要的思想是去除 store queue，转而使用预测器预测 store-load 的依赖关系并采用 memory forward + re-execution 来实现 store-load 的交互。其平均性能较传统 store queue 架构提升了 2%.

本篇论文提出 DMDP 架构（Dynamic Memory Dependence Predication）对 NoSQ 架构进行了改进，通过在寄存器重命名阶段中插入指令去改变 load 的行为，减轻了内存依赖关系的错误预测，降低了 re-execution 的次数。实验表明，相比于 NoSQ 架构，DMDP 架构带来了整数 7.17%、浮点 4.48% 的性能提升以及 6.7% 的能耗节省。

DMDP 架构的基本思想是插入一个新的微指令，去比较被预测的load-store依赖对的地址。如果地址一致，则load直接使用store的寄存器；否则，load从cache中读数据。这样，执行的load和提交的store之间的错误依赖就被消除了。消除这种依赖是重要的，因为当考虑内存一致性模型时，store指令commit的延迟会大幅度的增加。

store-queue-free架构消除了store-queue，但store buffer仍然需要保存retired store直到store更新了缓存。这一组件也是合理实现内存一致性模型和处理大量store miss的必要组件。