1.位置：分支預測器位於整個CPUhexinliushuixiandechabuduozuiqianduanbufen，yejiushikaojinyijizhilinghuancundeweizhi。congzhilinghuancunlimianduquzhilingshi
，xuyaoyoufenzhiyuceqilaipanduancongnaliduqu。

 

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。birushuoyouyitiaofenzhizhiling，zhixingleshijicidoushitiaozhuan

，nameyuceqijiuhuipanduan，jianglaipengdaozhetiaozhilingshi，tarengjiuhuitiaozhuan。dangzhetiaozhilingdeyucejieguolianxuliangcichucuodeshihou，yuceqijiuhuitiaozhengzijideyucejieguo
，gaiweipanduantabutiaozhuan。zheyiyucefangfashixianjinrengzaiyanyongde2-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
、嚐(chang)試(shi)對(dui)分(fen)支(zhi)指(zhi)令(ling)進(jin)行(xing)分(fen)類(lei)，每(mei)一(yi)類(lei)使(shi)用(yong)專(zhuan)門(men)的(de)預(yu)測(ce)器(qi)進(jin)行(xing)預(yu)測(ce)等(deng)等(deng)
，現(xian)在(zai)的(de)分(fen)支(zhi)預(yu)測(ce)器(qi)非(fei)常(chang)強(qiang)大(da)
，麵(mian)對(dui)各(ge)種(zhong)各(ge)樣(yang)的(de)程(cheng)序(xu)

，預(yu)測(ce)準(zhun)確(que)率(lv)都(dou)能(neng)非(fei)常(chang)堅(jian)挺(ting)地(di)保(bao)持(chi)在(zai)95%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。

 

可ke以yi方fang便bian的de看kan到dao，基ji本ben上shang所suo有you的de預yu測ce機ji製zhi都dou是shi通tong過guo以yi往wang的de曆li史shi記ji錄lu來lai加jia強qiang或huo者zhe削xue弱ruo跳tiao轉zhuan關guan係xi。第di一yi種zhong方fang法fa很hen直zhi接jie，用yong一yi個ge狀zhuang態tai機ji來lai描miao述shu了le整zheng個ge機ji製zhi。第di二er個ge方fang法fa甚shen至zhi在zai第di一yi個ge的de基ji礎chu上shang記ji錄lu了leN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：