1)认为branch一定会token;2)认为branch一定不会token;这样平均命中率为50%。更精确的办法是根据原先运行的结果进行统计从而尝试预测分支是否会跳转。
任何一种分支预测策略的效果都取决于该策略本身的精确度和条件分支的频率。
SPARC与MIPS的最早实现(作为第一代商用RISC体系结构处理器)使用单方向静态分支预测:总是预测条件跳转不发生,因此总是顺序取下一条指令投机执行。仅当条件跳转指令被求值确实发生了跳转,则非顺序的代码地址被加载执行。两种CPU都是在解码阶段评价分支指令,取指令占用1个周期。因此分支目标需要两个周期(即经过了去指令、解码两个周期)才能确定。两种处理器都会在分支指令进入流水线的执行阶段时,插入一个分支延迟间隙。分支指令完成流水线的执行阶段,就已经能确定是否跳转,这时就可以决定是后续的顺序出现的指令被继续执行还是跳转到的新指令进入流水。
更复杂的静态预测假定向后分支将会发生,向前的分支不会发生。向后分支,是指跳转到的新地址比当前地址要低。这有助于配合经常出现的程序的循环控制结构。
一些处理器允许分支预测提示出现在代码中。IntelPentium 4就是如此。但这一特征在Intel此后的处理器中不再支持。
静态预测也用于某些处理器分支动态预测没有任何可用信息时的一个最后的办法。MotorolaMPC7450
动态分支预测:
动态分支预测是近来的处理器已经尝试采用的的技术。最简单的动态分支预测策略是分支预测缓冲区(Branch Prediction Buff)或分支历史表(branch history table)。
BHT——Branch History Table,顾名思义,这是记录分支历史信息的表格,用于判定一条分支指令是否token;这儿记录的是跳转信息,简单点的,可以用1bit位记录,例如1表示跳转,0表示不跳转,而这个表格的索引是指令PC值;考虑在32位系统中,如果要记录完整32位的branch history,则需要4Gbit的存储器,这超出了系统提供的硬件支持能力;所以一般就用指令的后12位作为BHT表格的索引,这样用4Kbit的一个表格,就可以记录branch history了。当然,通过大伙的不懈努力和分析,发现在BHT中用1bit位记录分支是否跳转还不够准确,用2