理解分支预测

Question

有一些关于分支预测的问题，我无法自信地弄清楚。假设我必须使用静态分支预测器。

  

  
1. 管道的哪个阶段应该进行分支预测？
  
2. 如何知道预测出错了？数据路径是如何知道错误预测发生的？
  
3. 如果知道发生了错误预测，那么它如何发送信号来接收未被捕获的分支？
  
4. 在出错之后，我不得不接受之前未提及的地址。同时，如果发生了一些内存写入或寄存器写入怎么办？如何防止它发生？
  

即使建议使用其中包含数据路径的正确引用，它也会非常有用。提前谢谢。

Answer 1

我想有许多不同的机制是可能的，但有一些快速的答案：

1. 在获取阶段期间，在解码指令之前肯定需要进行分支预测。否则，您将解码不正确的说明。
2. 您通常会使用预测的分支指令提供额外信息，例如预测的目标。分支将被执行，如果真实目标与预测目标不匹配，则需要冲洗管道。
3. 这实际上取决于实施。如果执行分支，则可以使用真实目标，例如未预测的分支。
4. 您肯定需要一种机制来恢复，或等待分支得到解决，直到您编写结果。这将花费一些时间，但不会像未预测的分支那么多。