CN115756611A - 分支指令处理方法及装置、设备和介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种应用于多线程处理器的分支指令处理方法及装置、设备和介质，涉及计算机技术领域，尤其涉及芯片技术和分支预测技术领域。实现方案为：获取针对所述第一线程和第二线程的第一分支指令；基于所述第一线程和第二线程共同的历史分支指令执行记录以及所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第一预测执行结果，以使得所述第一线程和所述第二线程能够基于所述第一预测执行结果来控制指令执行；从所述第一线程和所述第二线程分别获取所述第一分支指令的第一真实执行结果和第二真实执行结果；以及基于所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中的至少一者以及所述第一预测执行结果，更新所述历史分支指令执行记录。

Description

分支指令处理方法及装置、设备和介质

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及芯片技术和分支预测技术领域，具体涉及一种分支指令处理方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

背景技术

当处理器接收到分支指令时，为避免等待分支指令执行结果以决定分支方向的情况，可以利用分支预测技术来得到包括分支方向的分支预测结果，从而推动处理器继续获取和执行其他指令，避免由于等待分支指令的执行结果而导致的延迟。

在此部分中描述的方法不一定是之前已经设想到或采用的方法。除非另有指明，否则不应假定此部分中描述的任何方法仅因其包括在此部分中就被认为是现有技术。类似地，除非另有指明，否则此部分中提及的问题不应认为在任何现有技术中已被公认。

发明内容

本公开提供了一种分支指令处理方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

根据本公开的一方面，提供了一种应用于多线程处理器的分支指令处理方法，所述多线程处理器包括第一线程和第二线程，所述包括：获取针对所述第一线程和第二线程的第一分支指令；基于所述第一线程和第二线程共同的历史分支指令执行记录以及所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第一预测执行结果，以使得所述第一线程和所述第二线程能够基于所述第一预测执行结果来控制指令执行；从所述第一线程和所述第二线程分别获取所述第一分支指令的第一真实执行结果和第二真实执行结果；以及基于所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中的至少一者以及所述第一预测执行结果，更新所述历史分支指令执行记录。

根据本公开的另一方面，提供了一种应用于多线程处理器的分支指令处理装置，所述多线程处理器包括第一线程和第二线程，所述包括：第一获取单元，被配置为获取针对所述第一线程和第二线程的第一分支指令；第一确定单元，被配置为基于所述第一线程和第二线程共同的历史分支指令执行记录以及所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第一预测执行结果，以使得所述第一线程和所述第二线程能够基于所述第一预测执行结果来控制指令执行；第二获取单元，被配置为从所述第一线程和所述第二线程分别获取所述第一分支指令的第一真实执行结果和第二真实执行结果；以及更新单元，被配置为基于所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中的至少一者以及所述第一预测执行结果，更新所述历史分支指令执行记录。

根据本公开的另一方面，还提供一种芯片，包括如上所述的分支指令处理装置。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述分支指令处理方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述分支指令处理方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，其中，计算机程序在被处理器执行时能够实现上述分支指令处理方法。

根据本公开的一个或多个实施例，可以减少分支指令处理所占用的资源，提升硬件利用率。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图示例性地示出了实施例并且构成说明书的一部分，与说明书的文字描述一起用于讲解实施例的示例性实施方式。所示出的实施例仅出于例示的目的，并不限制权利要求的范围。在所有附图中，相同的附图标记指代类似但不一定相同的要素。

图1示出了根据本公开示例性实施例的可以在其中实施本文描述的各种方法的示例性系统的示意图；

图2示出了根据本公开示例性实施例的应用于多线程处理器的分支指令处理方法的流程图；

图3示出了根据本公开示例性实施例的目标执行结果的确定过程的示意图；

图4示出了根据本公开示例性实施例的分支指令处理过程的示意图；

图5示出了根据本公开示例性实施例的应用于多线程处理器的分支指令处理方法的流程图；

图6示出了根据本公开示例性实施例的应用于多线程处理器的分支指令处理装置的结构框图；

图7示出了能够用于实现本公开实施例的示例性电子设备的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

在本公开中，除非另有说明，否则使用术语“第一”、“第二”等来描述各种要素不意图限定这些要素的位置关系、时序关系或重要性关系，这种术语只是用于将一个元件与另一元件区分开。在一些示例中，第一要素和第二要素可以指向该要素的同一实例，而在某些情况下，基于上下文的描述，它们也可以指代不同实例。

在本公开中对各种所述示例的描述中所使用的术语只是为了描述特定示例的目的，而并非旨在进行限制。除非上下文另外明确地表明，如果不特意限定要素的数量，则该要素可以是一个也可以是多个。此外，本公开中所使用的术语“和/或”涵盖所列出的项目中的任何一个以及全部可能的组合方式。

当分支预测技术应用于多线程处理器时，相关技术中通常是针对多个线程中的每一线程，基于该线程的历史分支记录独立执行分支预测，资源占用较高且效率较低。

申请人注意到，在一些应用场景中，多线程处理器中的多个线程是获取相同的数据处理指令和不同的待处理数据，以基于不同的数据来分别进行数据处理。基于此，本公开提供了一种分支指令处理方法，令多个线程共享同一份历史分支指令执行记录，通过获取针对多个线程的待处理分支指令，基于历史分支指令执行记录来得到分支预测结果，使得各个线程能够基于分支预测结果继续执行数据处理任务，再在得到真实执行结果后基于真实执行结果来更新历史分支指令执行记录，以利用更新后的历史分支指令执行记录来提升后续的分支预测准确度。

下面将结合附图详细描述本公开的实施例。

图1示出了根据本公开的实施例可以将本文描述的各种方法和装置在其中实施的示例性系统100的示意图。参考图1，该系统100包括一个或多个客户端设备101、102、103、104、105和106、服务器120以及将一个或多个客户端设备耦接到服务器120的一个或多个通信网络110。客户端设备101、102、103、104、105和106可以被配置为执行一个或多个应用程序。

在本公开的实施例中，服务器120可以运行使得能够执行分支指令处理方法的一个或多个服务或软件应用。

在某些实施例中，服务器120还可以提供其他服务或软件应用，这些服务或软件应用可以包括非虚拟环境和虚拟环境。在某些实施例中，这些服务可以作为基于web的服务或云服务提供，例如在软件即服务(SaaS)模型下提供给客户端设备101、102、103、104、105和/或106的用户。

在图1所示的配置中，服务器120可以包括实现由服务器120执行的功能的一个或多个组件。这些组件可以包括可由一个或多个处理器执行的软件组件、硬件组件或其组合。操作客户端设备101、102、103、104、105和/或106的用户可以依次利用一个或多个客户端应用程序来与服务器120进行交互以利用这些组件提供的服务。应当理解，各种不同的系统配置是可能的，其可以与系统100不同。因此，图1是用于实施本文所描述的各种方法的系统的一个示例，并且不旨在进行限制。

用户可以使用客户端设备101、102、103、104、105和/或106来发送第一分支指令。客户端设备可以提供使客户端设备的用户能够与客户端设备进行交互的接口。客户端设备还可以经由该接口向用户输出信息。尽管图1仅描绘了六种客户端设备，但是本领域技术人员将能够理解，本公开可以支持任何数量的客户端设备。

客户端设备101、102、103、104、105和/或106可以包括各种类别的计算机设备，例如便携式手持设备、通用计算机(诸如个人计算机和膝上型计算机)、工作站计算机、可穿戴设备、智能屏设备、自助服务终端设备、服务机器人、游戏系统、瘦客户端、各种消息收发设备、传感器或其他感测设备等。这些计算机设备可以运行各种类别和版本的软件应用程序和操作系统，例如MICROSOFT Windows、APPLE iOS、类UNIX操作系统、Linux或类Linux操作系统(例如GOOGLE Chrome OS)；或包括各种移动操作系统，例如MICROSOFT WindowsMobile OS、iOS、Windows Phone、Android。便携式手持设备可以包括蜂窝电话、智能电话、平板电脑、个人数字助理(PDA)等。可穿戴设备可以包括头戴式显示器(诸如智能眼镜)和其他设备。游戏系统可以包括各种手持式游戏设备、支持互联网的游戏设备等。客户端设备能够执行各种不同的应用程序，例如各种与Internet相关的应用程序、通信应用程序(例如电子邮件应用程序)、短消息服务(SMS)应用程序，并且可以使用各种通信协议。

网络110可以是本领域技术人员熟知的任何类别的网络，其可以使用多种可用协议中的任何一种(包括但不限于TCP/IP、SNA、IPX等)来支持数据通信。仅作为示例，一个或多个网络110可以是局域网(LAN)、基于以太网的网络、令牌环、广域网(WAN)、因特网、虚拟网络、虚拟专用网络(VPN)、内部网、外部网、区块链网络、公共交换电话网(PSTN)、红外网络、无线网络(例如蓝牙、WIFI)和/或这些和/或其他网络的任意组合。

服务器120可以包括一个或多个通用计算机、专用服务器计算机(例如PC(个人计算机)服务器、UNIX服务器、中端服务器)、刀片式服务器、大型计算机、服务器群集或任何其他适当的布置和/或组合。服务器120可以包括运行虚拟操作系统的一个或多个虚拟机，或者涉及虚拟化的其他计算架构(例如可以被虚拟化以维护服务器的虚拟存储设备的逻辑存储设备的一个或多个灵活池)。在各种实施例中，服务器120可以运行提供下文所描述的功能的一个或多个服务或软件应用。

服务器120中的计算单元可以运行包括上述任何操作系统以及任何商业上可用的服务器操作系统的一个或多个操作系统。服务器120还可以运行各种附加服务器应用程序和/或中间层应用程序中的任何一个，包括HTTP服务器、FTP服务器、CGI服务器、JAVA服务器、数据库服务器等。

在一些实施方式中，服务器120可以包括一个或多个应用程序，以分析和合并从客户端设备101、102、103、104、105和106的用户接收的数据馈送和/或事件更新。服务器120还可以包括一个或多个应用程序，以经由客户端设备101、102、103、104、105和106的一个或多个显示设备来显示数据馈送和/或实时事件。

在一些实施方式中，服务器120可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。服务器120也可以是云服务器，或者是带人工智能技术的智能云计算服务器或智能云主机。云服务器是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决传统物理主机与虚拟专用服务器(VPS，Virtual Private Server)服务中存在的管理难度大、业务扩展性弱的缺陷。

系统100还可以包括一个或多个数据库130。在某些实施例中，这些数据库可以用于存储数据和其他信息。例如，数据库130中的一个或多个可用于存储诸如音频文件和视频文件的信息。数据库130可以驻留在各种位置。例如，由服务器120使用的数据库可以在服务器120本地，或者可以远离服务器120且可以经由基于网络或专用的连接与服务器120通信。数据库130可以是不同的类别。在某些实施例中，由服务器120使用的数据库例如可以是关系数据库。这些数据库中的一个或多个可以响应于命令而存储、更新和检索到数据库以及来自数据库的数据。

在某些实施例中，数据库130中的一个或多个还可以由应用程序使用来存储应用程序数据。由应用程序使用的数据库可以是不同类别的数据库，例如键值存储库，对象存储库或由文件系统支持的常规存储库。

图1的系统100可以以各种方式配置和操作，以使得能够应用根据本公开所描述的各种方法和装置。

图2示出了根据本公开示例性实施例的应用于多线程处理器的分支指令处理方法200的流程图，所述多线程处理器包括第一线程和第二线程，所述。

如图2所示，方法200包括：

步骤S201、获取针对所述第一线程和第二线程的第一分支指令；

步骤S202、基于所述第一线程和第二线程共同的历史分支指令执行记录以及所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第一预测执行结果，以使得所述第一线程和所述第二线程能够基于所述第一预测执行结果来控制指令执行；

步骤S203、从所述第一线程和所述第二线程分别获取所述第一分支指令的第一真实执行结果和第二真实执行结果；以及

步骤S204、基于所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中的至少一者以及所述第一预测执行结果，更新所述历史分支指令执行记录。

由此，当第一线程和第二线程所执行的处理任务相同时，能够令第一线程和第二线程共享同一份历史分支指令执行记录，通过获取针对这两个线程的第一分支指令，基于历史分支指令执行记录来进行预测，使得各个线程能够基于预测结果控制指令执行，并且在得到真实执行结果后基于此更新历史记录，实现历史分支指令执行记录的共享，减少历史分支指令执行记录对硬件资源的占用，提升硬件利用率。

在一些示例中，所述多线程处理器为AI处理器，AI处理器中的多个线程能够分别基于不同的数据来执行相同的AI计算任务，通过利用上述方法200，能够减少对硬件资源的占用，提升AI处理性能。

在一些示例中，可以是将第一分支指令与历史分支指令执行记录进行匹配，例如可以是进行哈希计算，以基于历史分支指令执行记录中所存储的历史分支指令执行结果得到第一预测执行结果。

在一些示例中，分支指令的执行结果可以包括跳转和不跳转两种。

在一些示例中，也可以是令更多数量的线程共享同一份历史分支指令执行记录，以进一步减少历史分支指令执行记录对硬件资源的占用，提升硬件利用率。

根据一些实施例，方法200还包括：获取针对所述第一线程和第二线程的第二分支指令；基于更新后的所述历史分支指令执行记录以及所述第二分支指令，确定针对所述第二分支指令的第二预测执行结果，以使得所述第一线程和所述第二线程能够基于所述第二预测执行结果来控制指令执行；从所述第一线程和所述第二线程分别获取所述第二分支指令的第三真实执行结果和第四真实执行结果；以及基于所述第三真实执行结果和第三真实执行结果中的至少一者以及所述第二预测执行结果，再次更新所述历史分支指令执行记录。由此，能够利用更新后的历史分支指令执行记录更准确地确定第二预测执行结果。

在一些示例中，可以获取更多条针对第一线程和第二线程的分支指令，基于此进行分支预测并利用相应的真实执行结果来多次更新历史分支记录，本公开对此不作限定。

在一些示例中，可以是在得到每一分支指令对应的预测执行结果后，将该分支指令存入指令队列，在得到队列中暂存的指令对应的真实执行结果后，再基于真实执行结果和预测执行结果来更新历史分支指令执行记录。

进一步地，在一些示例中，也可以将与分支指令对应的预测执行结果存入预测信息队列，从而能够在执行更新历史分支指令执行记录的步骤时从中读取预测执行结果等信息。

根据一些实施例，步骤S204中基于所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中的至少一者以及所述第一预测执行结果，更新所述历史分支指令执行记录包括：确定所述第一真实执行结果的生成次序信息和第二真实执行结果的生成次序信息；基于所述生成次序信息，从所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中确定目标执行结果；以及基于所述目标执行结果，更新所述历史分支指令执行记录。由此，能够基于生成次序信息来确定唯一的目标执行结果，以使得多个线程中仅有一个线程的真实执行结果被用于更新历史分支指令执行记录，提升更新准确性，保证历史分支指令执行记录的一致性。

根据一些实施例，所述基于所述生成次序信息，从所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中确定目标执行结果包括：基于所述生成次序信息，更新目标执行结果标识以指示最晚生成的真实执行结果；以及基于所述目标执行结果标识，确定所述目标执行结果。由此，能够利用标识来指示目标执行结果，更加简便高效。

在实际应用场景中，存在以下可能：不同线程的执行速度存在差异，因此，当执行最慢的线程尚未得到针对第一分支指令的真实执行结果时，执行最快的线程可能已经得到了针对新的第二分支指令的真实执行结果。基于此，图3示出了根据本公开示例性实施例的目标执行结果的确定过程的示意图。在这一示例中，可以利用生成标识来指示每一线程对应的真实执行结果是否生成。参见图3，响应于确定任一线程对应的真实执行结果生成，即将该线程的生成标识更新为已生成；进一步地，响应于确定某一线程的生成标识被更新为已生成，并且响应于确定该线程正在执行的指令为所述第一分支指令，更新目标执行结果标识以指示该线程对应的真实执行结果为目标执行结果。

在一些示例中，也可以是利用线程的取指操作来判断不同线程的执行速度差异。例如，可以利用取指标识来指示每一线程是否成功取指。在这一示例中，响应于确定任一线程成功获取新的指令，即可将该线程对应的取指标识更新为已取指，进一步地，可以仅针对取指标识为已取指的线程来获取相应的真实执行结果，以从中确定目标执行结果。

根据一些实施例，所述历史分支指令执行记录包括对应第一历史时长的第一子记录和对应第二历史时长的第二子记录，所述第一历史时长不同于所述第二历史时长，并且步骤S202中基于所述第一线程和第二线程的历史分支指令执行记录以及所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第一预测执行结果包括：基于所述第一子记录和所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第一子预测结果；基于所述第二子记录和所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第二子预测结果；以及基于预设规则，从所述第一子预测结果和第二子预测结果中确定所述第一预测执行结果。由此，能够基于多个子记录得到多个子预测结果，再从中确定最终结果，以提升分支预测的准确度。

根据一些实施例，所述第一子记录和第二子记录均包括准确度，所述准确度指示每一子记录对应的子预测结果的准确度，并且步骤S204中基于所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中的至少一者以及所述第一预测执行结果，更新所述历史分支指令执行记录包括：响应于确定所述第一子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果相同，更新所述第一子记录的准确度以使得所述第一子记录的准确度增加；以及响应于确定所述第二子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果相同，更新所述第二子记录的准确度以使得所述第二子记录的准确度增加，并且所述基于预设规则，从所述第一子预测结果和第二子预测结果中确定所述第一预测执行结果包括：确定所述第一子记录和第二子记录中准确度更高的子记录对应的子预测结果为所述第一预测执行结果。由此，能够基于每一子记录对应的预测结果的正确性更新该子记录的准确度，基于准确度从多个子预测结果中确定最终结果，提升分支预测的准确性。

在一些示例中，步骤S204还包括：响应于确定所述第一子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果不同，更新所述第一子记录的准确度以使得所述第一子记录的准确度减少；以及响应于确定所述第二子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果不同，更新所述第二子记录的准确度以使得所述第二子记录的准确度减少。由此，能够基于每一子记录对应的预测结果的正确性更新该子记录的准确度，提升分支预测的准确性。

根据一些实施例，所述准确度包括计数值，并且其中，响应于确定所述第一子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果相同，对所述第一子记录的准确度执行加一更新；以及响应于确定所述第二子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果相同，对所述第二子记录的准确度执行加一更新。由此，能够基于每一子记录预测正确的次数来更新准确度，更加简捷高效。

在一些示例中，步骤S240进一步包括：响应于确定所述第一子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果不同，对所述第一子记录的准确度执行减一更新；以及响应于确定所述第二子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果不同，对所述第二子记录的准确度执行减一更新。由此，能够基于每一子记录预测正确的次数来更新准确度，更加简捷高效，提升分支预测的准确性。

根据一些实施例，步骤S202中基于所述第一线程和第二线程的历史分支指令执行记录以及所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第一预测执行结果包括：基于所述第一线程和第二线程的历史分支指令执行记录以及所述第一分支指令，确定所述第一分支指令对应的指令标识；基于所述指令标识，从分支预测表中确定所述第一预测执行结果，所述分支预测表中存储有多个指令标识和与所述多个指令标识一一映射的多个第一预测执行结果，并且在步骤S204中，基于所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中的至少一者以及所述第一预测执行结果，更新所述历史分支指令执行记录和所述分支预测表。由此，能够利用分支预测表来存储指令标识和预测执行结果，通过查表得到每一分支指令对应的预测执行结果，提升预测效率。

根据一些实施例，所述分支预测表中还存储有所述多个第一预测执行结果的预测置信度，并且可以基于所述指令标识，从分支预测表中确定所述第一预测执行结果及其预测置信度。由此，能够利用置信度来提升分支预测表所存储的预测执行结果的精度，进一步提升分支预测的准确性。

图4示出了根据本公开示例性实施例的分支指令处理过程的示意图。图5示出了根据本公开示例性实施例的应用于多线程处理器的分支指令处理方法500的流程图。如图4和图5所示，方法500包括：

步骤S501、获取针对第一线程和第二线程的第一分支指令；

步骤S502、基于第一线程和第二线程的历史分支指令执行记录以及第一分支指令，确定第一分支指令对应的指令标识，以使得第一线程和第二线程能够基于第一预测执行结果来控制指令执行；

步骤S503、基于指令标识，从分支预测表中确定第一预测执行结果及其置信度；

步骤S504、从第一线程和第二线程分别获取第一分支指令的第一真实执行结果和第二真实执行结果；

步骤S505、确定第一真实执行结果的生成次序信息和第二真实执行结果的生成次序信息；

步骤S506、基于生成次序信息，从第一真实执行结果和第二真实执行结果中确定目标执行结果；以及

步骤S507、基于目标执行结果，更新历史分支指令执行记录和分支预测表。

根据本公开的另一方面，还提供一种应用于多线程处理器的分支指令处理装置。图6示出了根据本公开示例性实施例的应用于多线程处理器的分支指令处理装置600的结构框图，所述多线程处理器包括第一线程和第二线程。如图6所示，装置600包括：

第一获取单元601，被配置为获取针对所述第一线程和第二线程的第一分支指令；

第一确定单元602，被配置为基于所述第一线程和第二线程共同的历史分支指令执行记录以及所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第一预测执行结果，以使得所述第一线程和所述第二线程能够基于所述第一预测执行结果来控制指令执行；

第二获取单元603，被配置为从所述第一线程和所述第二线程分别获取所述第一分支指令的第一真实执行结果和第二真实执行结果；以及

更新单元604，被配置为基于所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中的至少一者以及所述第一预测执行结果，更新所述历史分支指令执行记录。

根据一些实施例，所述第一获取单元还被配置为获取针对所述第一线程和第二线程的第二分支指令；所述第一确定单元还被配置为基于更新后的所述历史分支指令执行记录以及所述第二分支指令，确定针对所述第二分支指令的第二预测执行结果，以使得所述第一线程和所述第二线程能够基于所述第二预测执行结果来控制指令执行；所述第二获取单元还被配置为从所述第一线程和所述第二线程分别获取所述第二分支指令的第三真实执行结果和第四真实执行结果；以及所述更新单元还被配置为基于所述第三真实执行结果和第三真实执行结果中的至少一者以及所述第二预测执行结果，再次更新所述历史分支指令执行记录。

根据一些实施例，所述更新单元包括：第一确定子单元，被配置为确定所述第一真实执行结果的生成次序信息和第二真实执行结果的生成次序信息；第二确定子单元，被配置为基于所述生成次序信息，从所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中确定目标执行结果；以及更新子单元，被配置为基于所述目标执行结果，更新所述分支预测器的历史分支指令执行记录。

根据一些实施例，所述第二确定子单元被配置为：基于所述生成次序信息，更新目标执行结果标识以指示最晚生成的真实执行结果；以及基于所述目标执行结果标识，确定所述目标执行结果。

根据一些实施例，所述历史分支指令执行记录包括对应第一历史时长的第一子记录和对应第二历史时长的第二子记录，所述第一历史时长不同于所述第二历史时长，并且所述第一确定单元包括：第三确定子单元，被配置为基于所述第一子记录和所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第一子预测结果；第四确定子单元，被配置为基于所述第二子记录和所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第二子预测结果；以及第五确定子单元，被配置为基于预设规则，从所述第一子预测结果和第二子预测结果中确定所述第一预测执行结果。

根据一些实施例，所述第一子记录和第二子记录均包括准确度，所述准确度指示每一子记录对应的子预测结果的准确度，并且其中，所述更新单元被配置为：响应于确定所述第一子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果相同，更新所述第一子记录的准确度以使得所述第一子记录的准确度增加；以及响应于确定所述第二子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果相同，更新所述第二子记录的准确度以使得所述第二子记录的准确度增加，并且其中，所述第五确定子单元被配置为：确定所述第一子记录和第二子记录中准确度更高的子记录对应的子预测结果为所述第一预测执行结果。

根据一些实施例，所述准确度包括计数值，并且所述更新单元被配置为：响应于确定所述第一子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果相同，对所述第一子记录的准确度执行加一更新；以及响应于确定所述第二子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果相同，对所述第二子记录的准确度执行加一更新。

根据一些实施例，所述第一确定单元包括：第六确定子单元，被配置为基于所述第一线程和第二线程的历史分支指令执行记录以及所述第一分支指令，确定所述第一分支指令对应的指令标识；第七确定子单元，被配置为基于所述指令标识，从分支预测表中确定所述第一预测执行结果，所述分支预测表中存储有多个指令标识和与所述多个指令标识一一映射的多个第一预测执行结果，并且其中，所述更新单元被配置为基于所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中的至少一者以及所述第一预测执行结果，更新所述历史分支指令执行记录和所述分支预测表。

根据一些实施例，所述分支预测表中还存储有所述多个第一预测执行结果的预测置信度，并且其中，所述第七确定子单元被配置为基于所述指令标识，从分支预测表中确定所述第一预测执行结果及其预测置信度。

分支指令处理装置600的单元601-单元604的操作与前面描述的步骤S201-步骤S204的操作类似，在此不作赘述。

根据本公开的另一方面，还提供一种芯片，包括如上所述的分支指令处理装置600。

根据本公开的另一方面，还提供一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的分支指令处理方法。

根据本公开的另一方面，还提供一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述的分支指令处理方法。

根据本公开的另一方面，还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，其中，所述计算机程序再被处理器执行时实现上述的分支指令处理方法。

参考图7，现将描述可以作为本公开的服务器或客户端的电子设备700的结构框图，其是可以应用于本公开的各方面的硬件设备的示例。电子设备旨在表示各种形式的数字电子的计算机设备，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图7所示，设备700包括计算单元701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的计算机程序或者从存储单元708加载到随机访问存储器(RAM)703中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 703中，还可存储设备700操作所需的各种程序和数据。计算单元701、ROM 702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。

设备700中的多个部件连接至I/O接口705，包括：输入单元706、输出单元707、存储单元708以及通信单元709。输入单元706可以是能向设备700输入信息的任何类别的设备，输入单元706可以接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置和/或功能控制有关的键信号输入，并且可以包括但不限于鼠标、键盘、触摸屏、轨迹板、轨迹球、操作杆、麦克风和/或遥控器。输出单元707可以是能呈现信息的任何类别的设备，并且可以包括但不限于显示器、扬声器、视频/音频输出终端、振动器和/或打印机。存储单元708可以包括但不限于磁盘、光盘。通信单元709允许设备700通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据，并且可以包括但不限于调制解调器、网卡、红外通信设备、无线通信收发机和/或芯片组，例如蓝牙TM设备、802.11设备、WiFi设备、WiMax设备、蜂窝通信设备和/或类似物。

计算单元701可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元701的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元701执行上文所描述的各个方法和处理，例如分支指令处理方法。例如，在一些实施例中，分支指令处理方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元708。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 702和/或通信单元709而被载入和/或安装到设备700上。当计算机程序加载到RAM 703并由计算单元701执行时，可以执行上文描述的分支指令处理方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元701可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行分支指令处理方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网和区块链网络。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行、也可以顺序地或以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

虽然已经参照附图描述了本公开的实施例或示例，但应理解，上述的方法、系统和设备仅仅是示例性的实施例或示例，本发明的范围并不由这些实施例或示例限制，而是仅由授权后的权利要求书及其等同范围来限定。实施例或示例中的各种要素可以被省略或者可由其等同要素替代。此外，可以通过不同于本公开中描述的次序来执行各步骤。进一步地，可以以各种方式组合实施例或示例中的各种要素。重要的是随着技术的演进，在此描述的很多要素可以由本公开之后出现的等同要素进行替换。

Claims (22)

1.一种应用于多线程处理器的分支指令处理方法，所述多线程处理器包括第一线程和第二线程，所述方法包括：

获取针对所述第一线程和第二线程的第一分支指令；

基于所述第一线程和第二线程共同的历史分支指令执行记录以及所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第一预测执行结果，以使得所述第一线程和所述第二线程能够基于所述第一预测执行结果来控制指令执行；

从所述第一线程和所述第二线程分别获取所述第一分支指令的第一真实执行结果和第二真实执行结果；以及

基于所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中的至少一者以及所述第一预测执行结果，更新所述历史分支指令执行记录。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

获取针对所述第一线程和第二线程的第二分支指令；

基于更新后的所述历史分支指令执行记录以及所述第二分支指令，确定针对所述第二分支指令的第二预测执行结果，以使得所述第一线程和所述第二线程能够基于所述第二预测执行结果来控制指令执行；

从所述第一线程和所述第二线程分别获取所述第二分支指令的第三真实执行结果和第四真实执行结果；以及

基于所述第三真实执行结果和第三真实执行结果中的至少一者以及所述第二预测执行结果，再次更新所述历史分支指令执行记录。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述基于所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中的至少一者以及所述第一预测执行结果，更新所述历史分支指令执行记录包括：

确定所述第一真实执行结果的生成次序信息和第二真实执行结果的生成次序信息；

基于所述生成次序信息，从所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中确定目标执行结果；以及

基于所述目标执行结果，更新所述历史分支指令执行记录。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述基于所述生成次序信息，从所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中确定目标执行结果包括：

基于所述生成次序信息，更新目标执行结果标识以指示最晚生成的真实执行结果；以及

基于所述目标执行结果标识，确定所述目标执行结果。

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述历史分支指令执行记录包括对应第一历史时长的第一子记录和对应第二历史时长的第二子记录，所述第一历史时长不同于所述第二历史时长，并且其中，所述基于所述第一线程和第二线程的历史分支指令执行记录以及所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第一预测执行结果包括：

基于所述第一子记录和所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第一子预测结果；

基于所述第二子记录和所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第二子预测结果；以及

基于预设规则，从所述第一子预测结果和第二子预测结果中确定所述第一预测执行结果。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述第一子记录和第二子记录均包括准确度，所述准确度指示每一子记录对应的子预测结果的准确度，并且其中，所述基于所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中的至少一者以及所述第一预测执行结果，更新所述历史分支指令执行记录包括：

响应于确定所述第一子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果相同，更新所述第一子记录的准确度以使得所述第一子记录的准确度增加；以及

响应于确定所述第二子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果相同，更新所述第二子记录的准确度以使得所述第二子记录的准确度增加，

并且其中，所述基于预设规则，从所述第一子预测结果和第二子预测结果中确定所述第一预测执行结果包括：

确定所述第一子记录和第二子记录中准确度更高的子记录对应的子预测结果为所述第一预测执行结果。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述准确度包括计数值，并且其中，

响应于确定所述第一子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果相同，对所述第一子记录的准确度执行加一更新；以及

响应于确定所述第二子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果相同，对所述第二子记录的准确度执行加一更新。

8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述基于所述第一线程和第二线程的历史分支指令执行记录以及所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第一预测执行结果包括：

基于所述第一线程和第二线程的历史分支指令执行记录以及所述第一分支指令，确定所述第一分支指令对应的指令标识；

基于所述指令标识，从分支预测表中确定所述第一预测执行结果，所述分支预测表中存储有多个指令标识和与所述多个指令标识一一映射的多个第一预测执行结果，

并且其中，基于所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中的至少一者以及所述第一预测执行结果，更新所述历史分支指令执行记录和所述分支预测表。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述分支预测表中还存储有所述多个第一预测执行结果的预测置信度，

并且其中，基于所述指令标识，从分支预测表中确定所述第一预测执行结果及其预测置信度。

10.一种应用于多线程处理器的分支指令处理装置，所述多线程处理器包括第一线程和第二线程，所述装置包括：

第一获取单元，被配置为获取针对所述第一线程和第二线程的第一分支指令；

第一确定单元，被配置为基于所述第一线程和第二线程共同的历史分支指令执行记录以及所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第一预测执行结果，以使得所述第一线程和所述第二线程能够基于所述第一预测执行结果来控制指令执行；

第二获取单元，被配置为从所述第一线程和所述第二线程分别获取所述第一分支指令的第一真实执行结果和第二真实执行结果；以及

更新单元，被配置为基于所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中的至少一者以及所述第一预测执行结果，更新所述历史分支指令执行记录。

11.如权利要求10所述的装置，其中，

所述第一获取单元还被配置为获取针对所述第一线程和第二线程的第二分支指令；

所述第一确定单元还被配置为基于更新后的所述历史分支指令执行记录以及所述第二分支指令，确定针对所述第二分支指令的第二预测执行结果，以使得所述第一线程和所述第二线程能够基于所述第二预测执行结果来控制指令执行；

所述第二获取单元还被配置为从所述第一线程和所述第二线程分别获取所述第二分支指令的第三真实执行结果和第四真实执行结果；以及

所述更新单元还被配置为基于所述第三真实执行结果和第三真实执行结果中的至少一者以及所述第二预测执行结果，再次更新所述历史分支指令执行记录。

12.如权利要求10或11所述的装置，其中，所述更新单元包括：

第一确定子单元，被配置为确定所述第一真实执行结果的生成次序信息和第二真实执行结果的生成次序信息；

第二确定子单元，被配置为基于所述生成次序信息，从所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中确定目标执行结果；以及

更新子单元，被配置为基于所述目标执行结果，更新所述历史分支指令执行记录。

13.如权利要求12所述的装置，其中，所述第二确定子单元被配置为：

基于所述生成次序信息，更新目标执行结果标识以指示最晚生成的真实执行结果；以及

基于所述目标执行结果标识，确定所述目标执行结果。

14.如权利要求10-13中任一项所述的装置，其中，所述历史分支指令执行记录包括对应第一历史时长的第一子记录和对应第二历史时长的第二子记录，所述第一历史时长不同于所述第二历史时长，并且其中，所述第一确定单元包括：

第三确定子单元，被配置为基于所述第一子记录和所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第一子预测结果；

第四确定子单元，被配置为基于所述第二子记录和所述第一分支指令，确定针对所述第一分支指令的第二子预测结果；以及

第五确定子单元，被配置为基于预设规则，从所述第一子预测结果和第二子预测结果中确定所述第一预测执行结果。

15.如权利要求14所述的装置，其中，所述第一子记录和第二子记录均包括准确度，所述准确度指示每一子记录对应的子预测结果的准确度，并且其中，所述更新单元被配置为：

响应于确定所述第一子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果相同，更新所述第一子记录的准确度以使得所述第一子记录的准确度增加；以及

响应于确定所述第二子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果相同，更新所述第二子记录的准确度以使得所述第二子记录的准确度增加，

并且其中，所述第五确定子单元被配置为：

确定所述第一子记录和第二子记录中准确度更高的子记录对应的子预测结果为所述第一预测执行结果。

16.如权利要求15所述的装置，其中，所述准确度包括计数值，并且所述更新单元被配置为：

响应于确定所述第一子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果相同，对所述第一子记录的准确度执行加一更新；以及

响应于确定所述第二子预测结果为所述第一预测执行结果，并且响应于确定所述第一预测执行结果与真实执行结果相同，对所述第二子记录的准确度执行加一更新。

17.如权利要求10-16中任一项所述的装置，其中，所述第一确定单元包括：

第六确定子单元，被配置为基于所述第一线程和第二线程的历史分支指令执行记录以及所述第一分支指令，确定所述第一分支指令对应的指令标识；

第七确定子单元，被配置为基于所述指令标识，从分支预测表中确定所述第一预测执行结果，所述分支预测表中存储有多个指令标识和与所述多个指令标识一一映射的多个第一预测执行结果，

并且其中，所述更新单元被配置为基于所述第一真实执行结果和第二真实执行结果中的至少一者以及所述第一预测执行结果，更新所述历史分支指令执行记录和所述分支预测表。

18.如权利要求17所述的装置，其中，所述分支预测表中还存储有所述多个第一预测执行结果的预测置信度，

并且其中，所述第七确定子单元被配置为基于所述指令标识，从分支预测表中确定所述第一预测执行结果及其预测置信度。

19.一种芯片，包括如权利要求10-18中任一项所述的装置。

20.一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-9中任一项所述的方法。

21.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使计算机执行根据权利要求1-9中任一项所述的方法。

22.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其中，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1-9中任一项所述的方法。

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