像这个样子分支是不是就不会打乱流水线了？

Question

流水处理器都会预取指令，分支是会打乱流水线的，奔腾处理器的分支预测功能是改进方法之一。

我在http://218.98.38.18/weijiyuanli/chapter4/c1-4-2-1.htm看到

1. 另一主要问题是指令流中会有转移指令，转移发生时必须到转移目标处开始取指令、执行指令，指令流水线必须排空并重注入，这会给指令流水线的性能带来严重损失。转移指令的影响及处理技术是指令流水线的特有问题，我们将在4．2．2节予以介绍。
3. 　　三． 改进办法
5. 　　为了使取指段不造成延迟，普遍采用的不是单一的指令缓冲器而是一个FIFO指令预取队列，并且往往是两路，一路用作预取顺序指令，一路用作预取转移目标处的指令序列，如图4．4所示。这些指令预取队列作为附加段变为指令流水线的一部分。

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有处理器用这种机制吗？这个样子分支是不是打不乱流水线了？请各位讲解一下。

Answer 1

这里转移目标指令的预取队列应该是指 branch target buffer, 如果是跳转指令可以通过匹配直接获得跳转地址,前提是匹配成功等一些逻辑条件.
量化研究一书对现代体系结构有很多介绍,  国内的资料太老.

Answer 2

谢谢LS，我就是问问这种方法是不是不会打乱流水线。
这种方法MS很费资源。

Answer 3

感觉确实很费资源

因为这不仅仅是“预取指令”的问题
在“确定分支的方向”之前，两个分支上的操作都必须进行。
如果是在流水线的第N级确定跳转地址，那么从预取指令到N-1级的流水线部件都要准备两份。

还有两种方法也可以减少分支损失。1是用新的汇编指令避免使用分支，2是如LS所说，尽量早一点确定分支的方向

Answer 4

谢谢。
也看了你的ELF Loader，学习。:wink:

Answer 5

处理器的设计，人只要想的到的办法都拿去用过了。
这种方法应该也拿来用过，但是确实很费。还是有一些别的手段来解决这一问题的。但是单buffer一旦出现预测错误，损失还是比较大的。

Answer 6

看来避免分支还是必要的，但分支总是不可避免的。