所以我了解流水线处理器的分支预测中使用的基本技术 - 诸如 2 位饱和计数器、两级自适应预测器等。
这是我的问题：
1) 分支目标预测：为什么这很重要，这里使用了哪些机制？当我想到一个分支时，我会想到“bne r2, r3, LABEL”，它表示如果 r2 != r3 然后分支到 LABEL，这意味着 PC（程序计数器）= PC + LABEL。在这里预测目标有什么神秘之处？根据 LABEL 的编译值，您知道它将是什么。 我可能以某种方式错过了这一点。
2) 为什么程序计数器值本身（例如 0x4001000C）或至少它的最后几位被用作分支预测方案的一部分？我看到了一个方案，其中 PC 的最后 4 位连接到（4 位）分支历史寄存器，并且该 8 位值用于访问模式历史表。 我认为PC非常随意！
感谢您帮助理解这些问题
【问题讨论】：
标签： x86 hardware computer-architecture branch-prediction
在这里预测目标有什么神奇之处？根据 LABEL 的编译值，您知道它将是什么。
由于 CPU 流水线深度和缓存延迟，在获取指令、完全解码以识别分支目标和能够获取该指令之间需要许多周期。因此，您可以预测目标以便抢先获取下一条指令。
为什么程序计数器值本身（例如 0x4001000C）或至少它的最后几位被用作分支预测方案的一部分？
因为 PC 唯一标识了一个特定的分支指令！您还打算如何索引分支预测表？
【讨论】：
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1) 对于您给出的示例，分支目标预测并没有那么多。对于虚函数和计算分支（对于 switch 语句等）来说，它更为重要。在这两种情况下，分支目标在编译时都是未知的。在虚函数情况下，它必须从内存位置（虚函数表）加载，而在 switch 语句情况下，我们通常通过查找表中的分支偏移量来完成。即使虚函数case是无条件的，它仍然大量使用BTB。
2) 基本上有两类通用的预测器，一类是全局的，一类是每个地址的。全局预测器的好处是能够处理更长的模式历史（采用/未采用的历史）。每个地址预测器的好处是能够特定于某些分支位置，但通常具有较短的历史记录（因为它们是每个地址的，因此占用大量空间）。许多处理器使用通常称为锦标赛分支预测器的东西，其中有一个全局预测器和一个每个地址预测器，然后有一个预测器（置信度估计器）来选择预期会给出更好答案的预测器。
【讨论】：