介绍

tage分支预测器是现代高性能处理器中常用的预测器，他使用pc和全局历史作为输入，通过哈希得到index和tag进行查表，并且谨慎的只更新少数表来减少表项的占用。在一些测试集中可以达到95%以上的准确率且低于5MKPI

预测

tage分支预测器由一个base表和多个tage表组成。

base表是一个类gshare预测器，使用pc的哈希作为index。

tage表由三个部分组成，tag，u和ctr。其中ctr为饱和计数器。使用pc和不同长度的全局历史查表

tage表的查表方式为将pc和n位的全局历史使用不同的哈希函数分别获得index和tag，然后使用index获得表中的某一项表项，再使用tag进行匹配表项中的tag，如果匹配成功则使用表项中的饱和计数器作为最终结果。

如果有多个表成功匹配，则将最长历史的表的结果作为最终结果，如果全部没有匹配，则使用基础预测器作为最终结果

在实现时，如果历史长度较短，则可以直接将历史异或，进行折叠来获得index和tag。如果历史长度较长，则可以选择历史中的某几位和上一步计算结果进行逻辑操作来生成index和tag。

更新是tage分支预测器能取得优良效果的重要原因。

一些定义：

更新阶段需要更新tag，u和ctr或分配新的表项:

ctr: 如果预测成功，则只需要更新候选者的ctr，否则初始化新的表项
tag: 当初始化新表项时更新
u: 如果分支预测成功，并且alt provider和provider的预测结果和provider的预测结果不同，则增加u。如果分支预测失败，则需要根据u选择一个表来分配新的表项。选择方式为: 在当前表之后的表中挑选出u=0的表，第i+1个表被选中的概率为第i个表的1/2。如果所有表都被选择，那么将所有表的u都降低。最后每隔若干周期需要降低所有表的u，来避免表项占用。