Micro Btb (ubtb)
ubtb 属于 S1 快速预测器组，可以将其看作是一个小型的、全相联的、寄存器实现的 mbtb 缓存（或者说 L0-mbtb），负责记录分支指令的位置、目标地址、分支类型等元数据。
与 mbtb / abtb 不同，ubtb 采用 Instruction-BTB 设计，而非 Region-BTB 设计。对一个 startPc，其只能给出至多一条分支的预测。因此，我们希望这条分支尽可能是跳转的（不跳转的分支可以由 fallThrough 提供基本的预测，由 ubtb 记录额外的分支类型等信息价值不大）。进而，我们要求所有训练进 ubtb 的分支都是跳转的，在预测时假定它们仍是跳转的，因此不需要额外的饱和计数器对方向进行预测。另请参考 替换策略 中关于 useful 的说明。
参数列表
| 参数 | 默认值 | 描述 | 要求 |
|---|---|---|---|
NumEntries |
32 | 表项总数 | |
TagWidth |
22 | tag 位宽 | |
TargetWidth |
22 | 跳转目标地址地位位宽 | |
UsefulCntWidth |
2 | “有用”计数器位宽 | |
Replacer |
"plru" | 替换器 | rocket-chip 的 ReplacementPolicy 支持的算法，目前包括 "random", "lru", "plru" |
UseFastTrain |
true | 是否启用快速训练，请参考 S1 预测器组的快速训练 一节 | |
EnableTargetFix |
false | 是否记录 target 进位/借位信息并进行修正，请参考 目标地址修正 一节 |
表项结构
tag：tagusefulCnt：“有用”计数器，请参考 替换策略 中的说明slot1/2.position：cfi 指令在当前 region 中的位置（虽然 ubtb 本身不是 region-btb，但为了避免额外的计算逻辑，仍然使用和 mbtb / abtb 语义相同的 position 字段）slot1/2.attribute：分支属性，见 BranchAttribute 小节slot1/2.target：跳转目标低位1slot1/2.targetCarry：跳转目标低位进位/借位标记，仅当EnableTargetFix为 true 时存在1slot1.isStaticTarget：跳转目标稳定（是固定目标的分支/直接跳转指令，或者自从训练以来没有见过不同目标的简介跳转指令），用于判断能否进行 2-taken 训练slot2.valid：2-taken 的第二条分支是否有效slot2.taken：2-taken 的第二条分支是否跳转
替换策略
ubtb 采用 useful 计数器和替换算法结合的替换策略。每个表项有一个 useful 计数器，表示该表项的“有用”程度，计数器值越大表示越有用。替换时，首先选择 useful 计数器值为 0 的表项，如果没有，则按替换算法（默认 plru）选择一个表项进行替换。
在训练时，useful 计数器的更新策略如下：
- 未命中（分配新项）时，初始化为最大值
- 预测错误（分支属性错、位置错、目标错、实际不跳转）时
- 若已经减至 0，视为未命中，分配新项并初始化为最大值
- 否则，减 1
- 预测正确且跳转时，增 1
在此策略下，useful 计数器实际上同时承担了 valid 标志位和 taken 计数器的功能。当 useful 为 0 时，表项无效，预测时不命中（预测为跳转），训练时优先被替换；当 useful 大于 0 时，表项有效，预测时做 always-taken 预测。可以理解为 valid = taken = (useful > 0)。
2-taken
TODO：当前版本 RTL 暂未实现，正在方案讨论中