什么是分支預(yù)測

在超標(biāo)量的流水線架構(gòu)上，我們得知，CPU 在運(yùn)行指令的時(shí)候，會(huì)在一個(gè)時(shí)鐘上做多個(gè)操作，也就是涉及到調(diào)用前后相關(guān)的指令，比如我們?cè)谝粋€(gè)簡單的判斷語句中。

if(n > 0){    n = 5;}else{    n = -5;}

在執(zhí)行 if 語句的時(shí)候，一定會(huì)對(duì)判斷語句執(zhí)行結(jié)果后的下一條語句進(jìn)行取址和譯碼，那么在還沒有判斷結(jié)果之前應(yīng)該對(duì)哪一個(gè)語句進(jìn)行取址呢？這就是分支預(yù)測要解決的問題。

簡單說，分支預(yù)測就像我們鐵路分叉口上的操作員，操作員在沒有看到火車上面的轉(zhuǎn)向旗幟的情況下，到底應(yīng)該往哪邊搬動(dòng)扳手呢？

對(duì)于 CPU 來說，他做不到鐵路系統(tǒng)中的提前通信告知，因此他只能根據(jù)歷史來進(jìn)行推測，提前做選擇，如果選擇錯(cuò)了，咱就讓列車停下，倒回來，重新開。

因此，分支預(yù)測會(huì)出現(xiàn)預(yù)測失敗的情況，而失敗后的回滾操作非常占用時(shí)間，所以我們需要避免分支預(yù)測失敗概率過大，或者說是把具有分支預(yù)測失敗情況的判斷放到循環(huán)內(nèi)部，讓失敗回滾多次循環(huán)。