ردیابی حافظه نهان

در معماری رایانه ، حافظه پنهان ردیابی یک حافظه نهان سی پی یو تخصصی است که جریان پویای دستورالعمل های معروف به ردیابی را ذخیره می کند . با ذخیره ردیابی دستورالعمل هایی که قبلاً واکشی و رمزگشایی شده اند ، به افزایش پهنای باند واکشی دستورالعمل و کاهش مصرف برق ( در مورد اینتل پنتیوم ۴ ) کمک می کند. [ ۱] پردازنده ردیابی [ ۲] معماری است که در اطراف حافظه پنهان ردیابی طراحی شده است و دستورالعمل ها را در دانه دانه بودن سطح ردیابی پردازش می کند. نظریه رسمی ریاضی ردیابی توسط مونوئیدهای ردیابی توصیف می شود.
اولین انتشار علمی حافظه پنهان ردیابی "Trace Cache: رویکردی با تأخیر کم برای واکشی دستورالعمل پهنای باند" بود. [ ۱] این مقاله که به طور گسترده مورد تأیید قرار گرفته است توسط اریک روتنبرگ ، استیو بنت و جیم اسمیت در کنفرانس بین المللی سمپوزیوم بین المللی ریز معماری ( MICRO ) در سال 1996 ارائه شد. انتشار قبلی ، اختراع ثبت شده 5381533 ایالات متحده [ ۳] توسط الکس پِلگ و یوری وایزر از اینتل ، "حافظه پنهان پویای دستورالعمل جریان پویا است که در اطراف بخشهای ردیابی مستقل از خط آدرس مجازی سازمان یافته است" ، ادامه برنامه ای که در سال 1992 ثبت شد ، بعداً رها شد.
پردازنده های سوپراسکالر گسترده تر ، برای عملکرد بالاتر ، دستورالعمل های متعددی را می خواهند که در یک چرخه واحد واکشی شوند. دستورالعمل های واکشی به دلیل دستورالعمل های شاخه و پرش ، همیشه در مکان های حافظه مجاور ( بلوک پایه ) نیستند. بنابراین پردازنده ها برای واکشی و هم ترازی چنین دستورالعمل هایی از بلوک های اساسی غیرهمجوار به پشتیبانی منطقی و سخت افزاری اضافی نیاز دارند. اگر چندین شاخه به عنوان عدم گرفته پیش بینی شده باشد ، پردازنده ها می توانند دستورالعمل ها را از چندین بلوک اساسی مجاور در یک چرخه دریافت کنند. با این حال ، اگر هر یک از شاخه ها به عنوان گرفته شده پیش بینی شده باشد ، پردازنده باید دستورالعمل هایی را از مسیر طی شده در همان چرخه دریافت کند. این قابلیت واکشی پردازنده را محدود می کند.
این چهار بلوک اساسی ( A ، B ، C ، D ) را همانطور که در شکل نشان داده شده است در نظر بگیرید که مربوط به یک حلقه ساده در صورت وجود است. این بلوک ذخیره خواهد شد پارگی به عنوان ABCD در حافظه است. اگر پیش بینی شود D گرفته نشده است ، واحد واکشی می تواند بلوک های اصلی A ، B ، C که به طور همزمان قرار می گیرند ، واکشی کند. با این حال ، اگر پیش بینی D گرفته شود ، واحد واکشی باید A ، B ، D که به طور غیر هم پیوسته قرار می گیرند ، واکشی کند. از این رو ، واکشی این بلوک ها که به طور ناپیوسته در یک چرخه قرار می گیرند بسیار دشوار خواهد بود. بنابراین ، در چنین موقعیت هایی حافظه پنهان ردیابی به پردازنده کمک می کند.