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de2-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、changshiduifenzhizhilingjinxingfenlei，meiyileishiyongzhuanmendeyuceqijinxingyucedengdeng，xianzaidefenzhiyuceqifeichangqiangda，mianduigezhonggeyangdechengxu

，yucezhunquelvdounengfeichangjiantingdibaochizai95%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：