历史位用于记录分支历史。处理器采用四种不同的方案之一来实现历史位，如图所示。在最简单的方案中，历史位放置在 I 缓存中。例如，α 处理器在 I 缓存中为每条指令提供一个 (21064) 或两个 (21064A) 历史位。相反，UltraSparc 仅为每条缓存行维护两个 2 位条目，其中包含四条指令。Sparc 架构维护延迟槽，因此在四条后续指令中最多只能发生两个分支（和两个延迟槽）。在 PowerPC 604 中，有一个…… 阅读更多

有两种不同的方法可以表达分支的历史，如图所示。在显式动态技术中，分支历史以历史位形式明确说明。使用一位、两位或三位来表达历史的这种技术的实际实现。第二种方法是隐式动态技术，其中分支历史由预测分支目标访问路径的条目的存在隐式说明。1 位动态预测 - 这是最简单的动态技术。在 1 位预测中，每个分支的单个位可以定义最终发生的… 阅读更多

在静态预测技术中，分支是“总是执行”或分支是“总是未执行”的方法。它可以通过检查目标代码的特定属性来进行静态预测。在实际实现中，静态预测是基于操作码、基于位移或基于编译器提供的提示，如图所示。基于操作码的预测是通过假设某些操作码的分支将“执行”，而其他操作码的分支将“未执行”来进行的。例如，在 MC 88110 和 PowerPC 601/603 处理器中使用此预测技术。如表所示，显示了如何在… 阅读更多

在固定预测中，会持续进行类似的猜测，即“总是执行”或“总是未执行”方法。“总是未执行方法” - “总是未执行方法”（或简称“未执行方法”）具有以下典型处理方案：它可以检测未解决的条件分支，并将其猜测为“未执行”。它可以继续执行顺序路径，但为了准备错误的猜测，可以并行开始执行执行路径（例如，计算 BTA）。当条件变得可评估时，检查猜测。如果猜测正确，则继续执行顺序… 阅读更多

处理器中使用的分支预测方案对其执行产生核心影响。因此，已付出一些努力来促进一种有效的方案。预测可以是固定的或真实的预测。在固定预测中，会持续进行相同的猜测，即“执行”或“未执行”。这是一种单一结果的猜测。“总是未执行”方法更倾向于“未执行”路径，因此执行惩罚 (TP) 通常高于未执行惩罚 (NTP)。“未执行”方案比“执行”方案更容易实现。许多流水线微处理器采用此方案，包括某些早期… 阅读更多

条件分支不能早于已知引用的条件进行计算。例如，如果指定的条件定义先前指令结果的符号，则计算的前提条件是先前指令已执行。在引用的条件变得已知之前，条件分支被声明为未解决。处理器使用三种基本元素来应对未解决的条件分支，例如阻塞分支处理、推测执行和多路分支，如图所示 - 阻塞分支处理是应对未解决的条件分支的简单元素。… 阅读更多

计算机程序中的分支是一条指令，它指示设备开始执行多条指令，而不是简单地按顺序执行指令。在高级语言中，这些定义为流程控制阶段，并建立到语言中。该图概述了微处理器中采用的分支检测方法。早期的流水线微处理器在公共指令解码期间检测分支（主流水线方法）。这种简单技术的主要缺点是它会导致较长的分支处理惩罚。它可以减少执行惩罚，最新的处理器通常会在公共指令编码之前检测分支（早期分支… 阅读更多

分支处理有两种方法，例如分支处理的布局及其微体系结构实现，如图所示。分支处理包括三个主要子任务，例如检测分支、处理未解决的条件分支和访问分支目标路径。第一个方面是分支检测。最初，处理器在指令解码期间检测分支。但是，处理器识别分支越早，分支处理就可以越早启动，并且惩罚越少。因此，新方案试图尽早遇到分支。最先进的分支检测技术避免了显式解码。相反，分支… 阅读更多

有两种扩展基本概念的可能方法，例如增加延迟槽的倍数或在延迟槽中引入指令的取消。大多数体系结构只提供一个延迟槽。一些体系结构提供多个延迟槽，例如 MIPS-X。另一种填充更多延迟槽的可能性是引入取消（也称为无效或压缩）。基本思想是在使用延迟槽方面引入选项，这允许填充比基本方案情况下更多的延迟槽。可以引入四种不同的取消类型。这四种变体… 阅读更多

当分支由流水线简单地处理时，在每个执行的分支之后，至少有一个周期保持未利用。这是由于流水线的装配线式冷漠性。分支后面的指令槽称为分支延迟槽。延迟槽也可能出现在加载指令之后；这些定义为加载延迟槽。在传统执行期间，分支延迟槽会被浪费。但是，当使用延迟分支时，这些槽可以至少部分地使用。延迟分支原理titi+1ti+2ti+3ti+4BbFDEWBAaddFDEWBCsubFDBTAF在图中，它可以将程序段中最初位于分支之前的 add 指令转移到分支延迟槽中。使用延迟… 阅读更多