分支目标预测与分支预测

Question

分支目标预测（BTP）与分支预测（BP）不同。我知道BTP会找到分支将跳转到的位置，而BP只是决定可能采取哪个分支。

BTP依赖BP吗，如果BTP不使用BP来预测哪个分支被采用，它怎么可能知道分支的目标呢？

我不明白为什么会有这么大的差异？一旦分支被预测为被占用，找到目标并不像读取指令中的地址一样简单吗？

Answer 1

分支目标并不总是在代码中编码，您可以具有间接分支或调用和返回，这取决于寄存器或内存读取的值。在这些情况下，在实际到达分支之前预测地址是非常困难的。还要记住，CPU通常是管道化的，这意味着即使前端到达分支（并且需要决定跳转到哪里），其结果可能与分支目标相关的先前指令仍未处于执行或内存读取阶段，因此如果存在此类依赖关系，则可能需要停止。

至于预测 - 我不会说它是完全不相关的，但是存在巨大的差异，分支分辨率（采取/不采取）是一个位，目标要大得多，并且在程序生命周期中可能有许多不同的值。例如，可能需要一个x86 ret跳转到调用其函数的任何地方（我给出这个例子，因为一些CPU对这种情况进行了html" target="_blank">优化 - 查找返回堆栈缓冲区）。学习机制也可能非常不同，这取决于你实现的预测因子，但更重要的是 - 模式可能不同 - 你可以有一个分支，在99%的情况下被采取，但每次都有不同的目的地，或者一个分支采取了50%的时间，但几乎总是跳到同一个地方。

然而，您可以使用相同的试探法跟踪这两种类型的预测，通常是对分支历史模式的一些操作，因此大多数CPU可能在预测器之间保持密切的关系。