如果我有以下结构：
if( condition() ){
doA();
} else {
doB();
}
那么分支预测对我有什么帮助？即使分支 A 被正确预测，我仍然需要评估 doA() 和 condition() - 只是不是按这个顺序。还是并行执行分支预测？在这种情况下，它会与其他线程竞争 CPU 时间吗？一般来说，分支预测的最大预期加速是多少？
【问题讨论】：
if 条件之后的指令将无法加载，并且会在条件评估后浪费 CPU 周期。
由于现代 CPU 的流水线特性，新指令在之前的指令完成处理之前就开始处理。具体数字取决于 CPU 架构和指令类型。流水线的原因是为了使 CPU 更有效地利用其组件，从而提高指令的吞吐量。例如，设计用于获取下一条指令的电路将至少闲置几个周期，而前一条指令在没有流水线的情况下执行其阶段（如源寄存器读取、数据缓存访问、算术执行等）。
但它也带来了自己的挑战：一个例子是在管道中存在条件跳转指令的情况下，指令提取部分应该如何知道接下来要提取哪条指令。条件跳转（例如上面的if 所必需的跳转）需要对条件进行评估以确定接下来要获取哪条指令 - 但是此评估稍后会在管道中的几个阶段发生。在其通过流水线阶段的过渡期间，流水线必须继续运行并且必须继续加载新指令 - 否则您将不得不等待直到已知条件的解决而失去效率（流水线停顿：CPU试图避免的条件） .在不确定下一条指令应该来自哪里的情况下，CPU 必须猜测：这称为分支预测。如果猜测正确，则在评估条件并确认目标跳转地址后，流水线可以继续全速前进。如果它猜错了，则必须清除流水线在条件跳转后开始的所有指令，并从正确的目标跳转地址重新开始：高效分支预测算法试图最小化的代价高昂的条件。
应用到您上面的示例：如果分支预测在很大比例的时间内正确猜测了condition() 的结果，则后续执行（doA() 或 doB()）将在没有管道刷新的情况下继续：否则条件语句会影响性能。如果 condition() 的评估在每次调用中是随机的，或者遵循分支预测算法难以预测的模式，就会发生这种情况。
【讨论】：