分支预测器和分支目标缓冲区如何共存？

Question

我的问题是它们如何在现代CPU架构中共存和协同工作？

Answer 1

你有点逆转。在每次获取时，您都会索引到分支预测器，它会告诉您刚刚收到的指令是否将解码为已采用的分支。如果没有，则获取下一个顺序地址。但是如果你的分支预测器说它将成为一个分支，你就不知道接下来要取的指令，因为你还没有解码这个指令。因此，为了不浪费等待分支解析的周期，您将使用分支目标缓冲区（或BTB）。 BTB存储先前的地址，其中分支重定向控制流。使用此机制，您试图预测此次控制流将被重定向到何处。当与返回地址堆栈配对时，此技术对于无条件分支，函数调用和返回具有100％的成功率。在条件分支上，成功率略低，但鉴于分支目标的高时间局部性，仍然非常好。作为示例，您可以考虑循环的向后分支，它将始终分支到同一位置。

当分支指令实际解析时（通常在管道的Decode或Execute阶段，具体取决于实现），您将调整分支预测器和BTB中的值，以获得更多的最新信息。未来的预测。

以下是BTB查找和更新的图解说明：

  

http://www-ee.eng.hawaii.edu/~tep/EE461/Notes/ILP/buffer.html