文件名称：分支指令的基本属性-快充国标报文解析
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更新时间：2024-06-23 13:15:51
cpu 分支预测
2.1 分支指令的基本属性 分支指令总的来说有三个基本属性：分支指令的类型、分支指令发生的频率和分支指令的成 功率。分支指令的类型可以分为条件分支指令和无条件分支指令，由于分支指令目标地址的不同， 无条件分支又可以进一步分为立即分支指令，间接分支指令和返回分支指令。立即分支指令就是 分支的地址就在分支指令中，一般都是直接跳转，比如跳转（jump）这类指令；间接分支就是分 支的目标地址不在分支指令中，而是从其他寄存器中取得；返回型分支的分支目标地址是从链接 寄存器（Link register）或者堆栈中得到，一般是程序返回使用。 图 1 不同分支类型所占 SPEC 程序比例 如图 1 所示，统计分析SEPC程序结果表明，分支指令中 72%是条件分支，17％是无条件立即 跳转指令，10％是返回指令，1％是间接分支指令。其中立即分支跳转可以采用BTB（Branch Target Buffer，分支预测缓冲区）这种方式精确预测，返回型跳转可以采用返回地址栈(RAS1)精确预测[5] ， 间接分支跳转的预测一直没什么好的办法，在[6]中进行了讨论。所以分支预测大量的工作是进行 条件分支预测。 图 2 分支指令执行的频率分布 图 2 说明了 SPEC 程序条件分支预测执行的频率分布。从图中我们可以看到，大部分条件分 支在程序运行过程中，仅仅执行几次，平均来说所有分支指令的 53%仅仅执行 99 次或者更少， 只有 11％的分支执行了超过 10000 次或者更多。 1 Return Address Stack