1.位置：分支預測器位於整個CPU核(he)心(xin)流(liu)水(shui)線(xian)的(de)差(cha)不(bu)多(duo)最(zui)前(qian)端(duan)部(bu)分(fen)
，也(ye)就(jiu)是(shi)靠(kao)近(jin)一(yi)級(ji)指(zhi)令(ling)緩(huan)存(cun)的(de)位(wei)置(zhi)。從(cong)指(zhi)令(ling)緩(huan)存(cun)裏(li)麵(mian)讀(du)取(qu)指(zhi)令(ling)時(shi)，需(xu)要(yao)由(you)分(fen)支(zhi)預(yu)測(ce)器(qi)來(lai)判(pan)斷(duan)從(cong)哪(na)裏(li)讀(du)取(qu)。

 

2.形態：分支預測器主要由兩個大塊組成（教科書上有可能不是這樣分），其(qi)中(zhong)一(yi)塊(kuai)是(shi)曆(li)史(shi)記(ji)錄(lu)表(biao)，記(ji)錄(lu)以(yi)往(wang)執(zhi)行(xing)過(guo)的(de)分(fen)支(zhi)指(zhi)令(ling)的(de)偏(pian)向(xiang)情(qing)況(kuang)，幫(bang)助(zhu)未(wei)來(lai)的(de)預(yu)測(ce)，本(ben)質(zhi)上(shang)也(ye)是(shi)一(yi)塊(kuai)高(gao)速(su)緩(huan)存(cun)。另(ling)一(yi)塊(kuai)是(shi)預(yu)測(ce)器(qi)的(de)邏(luo)輯(ji)部(bu)分(fen)
，這(zhe)一(yi)部(bu)分(fen)用(yong)來(lai)維(wei)護(hu)記(ji)錄(lu)表(biao)
，依(yi)據(ju)記(ji)錄(lu)表(biao)裏(li)麵(mian)的(de)記(ji)錄(lu)情(qing)況(kuang)預(yu)測(ce)將(jiang)來(lai)的(de)分(fen)支(zhi)走(zou)向(xiang)。

 

3.預測方法舉例。比(bi)如(ru)說(shuo)有(you)一(yi)條(tiao)分(fen)支(zhi)指(zhi)令(ling)，執(zhi)行(xing)了(le)十(shi)幾(ji)次(ci)都(dou)是(shi)跳(tiao)轉(zhuan)，那(na)麼(me)預(yu)測(ce)器(qi)就(jiu)會(hui)判(pan)斷(duan)，將(jiang)來(lai)碰(peng)到(dao)這(zhe)條(tiao)指(zhi)令(ling)時(shi)，它(ta)仍(reng)舊(jiu)會(hui)跳(tiao)轉(zhuan)。當(dang)這(zhe)條(tiao)指(zhi)令(ling)的(de)預(yu)測(ce)結(jie)果(guo)連(lian)續(xu)兩(liang)次(ci)出(chu)錯(cuo)的(de)時(shi)候(hou)
，預(yu)測(ce)器(qi)就(jiu)會(hui)調(tiao)整(zheng)自(zi)己(ji)的(de)預(yu)測(ce)結(jie)果(guo)，改(gai)為(wei)判(pan)斷(duan)它(ta)不(bu)跳(tiao)轉(zhuan)。這(zhe)一(yi)預(yu)測(ce)方(fang)法(fa)是(shi)現(xian)今(jin)仍(reng)在(zai)沿(yan)用(yong)的(de)2-bit計數器陣列，源於前CDC公司的JamesSmith（現為WISC-Madison的榮譽教授）在上世紀80年代初左右的發明
，實測結果表明它的預測準確率基本上能到80%甚至90%上下。

 

4.後記：到了九十年代初期，這個圈子裏一個叫做YalePatt的大牌教授引領了幾乎十年的分支預測研究浪潮，他們做的預測器比JamesSmith的先進很多，被稱為自適應預測，可以捕捉住更多的分支曆史模式。（在Patt手下做預測的那個博士生Tse-YuYeh後來參加一個學術會議，Intel的人看到了他們做的東西，直接把人給挖走了，那個預測器用在了P6微結構裏麵，後來Tse-YuYeh離開Intel到了PASemi
，現在好像是在Apple的CPU設計團隊。）

 

後來又有很多人加入進來做分支預測的研究

，做出了關聯性分支預測

、fanhuizhanyucedengdengfeichangbangdeyuceqi，xianzaidefenzhiyuceqijiegoutongchangshijingbiaosaishidefuhefenzhiyuceqi，birudangguanlianxingfenzhiyuceqidejinqizhunquelvbijiaogaoshi

，youxiancaiyongta，ruguoyouqitayuceqidejinqizhunquelvgenggao，jiufangqita。houlaideyanjiuyuelaiyuejingxi
，zhenduifenzhiyucezuolehenduohenduodetiaoyou

，birushuoruhezaiyouxiandekongjianlimianjinkenengjianshaodaliangfenzhizhilingduilishijilubiaodezhengqiang、嚐(chang)試(shi)對(dui)分(fen)支(zhi)指(zhi)令(ling)進(jin)行(xing)分(fen)類(lei)，每(mei)一(yi)類(lei)使(shi)用(yong)專(zhuan)門(men)的(de)預(yu)測(ce)器(qi)進(jin)行(xing)預(yu)測(ce)等(deng)等(deng)，現(xian)在(zai)的(de)分(fen)支(zhi)預(yu)測(ce)器(qi)非(fei)常(chang)強(qiang)大(da)，麵(mian)對(dui)各(ge)種(zhong)各(ge)樣(yang)的(de)程(cheng)序(xu)，預(yu)測(ce)準(zhun)確(que)率(lv)都(dou)能(neng)非(fei)常(chang)堅(jian)挺(ting)地(di)保(bao)持(chi)在(zai)95%以上。

 

微結構上的推測執行技術有很多種，分支預測引領的控製流相關的推測執行可能是其中最成功的一種。

這個是最簡單的分支預測
，根據當前指令的地址
，放進PHT中
，根據右邊的這張狀態機，來確定是跳轉還是不跳轉。優勢：簡單
，具有相當的準確性。

 

這個預測機構比較複雜，擁有兩級分支，相比之前的方法，加入了BHT，可以根據指令地址
，記錄一部分曆史記錄

，然後再放進PHT中，決定跳轉還是不跳轉。優點在於可以記錄下某一些跳轉的關係
，加強聯係。

混合預測，集合了上麵兩個的優點，加上自己設定的選擇器。

 

keyifangbiandekandao
，jibenshangsuoyoudeyucejizhidoushitongguoyiwangdelishijilulaijiaqianghuozhexueruotiaozhuanguanxi。diyizhongfangfahenzhijie，yongyigezhuangtaijilaimiaoshulezhenggejizhi。diergefangfashenzhizaidiyigedejichushangjiluleN多個跳轉的記錄。

 

判斷出是否跳轉之後
，CPU需要知道跳轉到哪裏，因為不是每次跳轉的位置都是一樣的。所以在預測的基礎上又加上了BTB整個東西，這個東西記錄了之前跳轉的地址
，因此CPU可以不計算跳轉的地址，直接預先load指令，如果出錯的話
，將會刷新BTB
，並且flush所有指令
，重新load。

 

那麼如果將這些所有的東西結合到CPU的流水線上，將會變成如下的流程：