什么是分支預測

在超標量的流水線架構上，我們得知，CPU 在運行指令的時候，會在一個時鐘上做多個操作，也就是涉及到調用前后相關的指令，比如我們在一個簡單的判斷語句中。

if(n > 0){    n = 5;}else{    n = -5;}

在執行 if 語句的時候，一定會對判斷語句執行結果后的下一條語句進行取址和譯碼，那么在還沒有判斷結果之前應該對哪一個語句進行取址呢？這就是分支預測要解決的問題。

簡單說，分支預測就像我們鐵路分叉口上的操作員，操作員在沒有看到火車上面的轉向旗幟的情況下，到底應該往哪邊搬動扳手呢？

對于 CPU 來說，他做不到鐵路系統中的提前通信告知，因此他只能根據歷史來進行推測，提前做選擇，如果選擇錯了，咱就讓列車停下，倒回來，重新開。

因此，分支預測會出現預測失敗的情況，而失敗后的回滾操作非常占用時間，所以我們需要避免分支預測失敗概率過大，或者說是把具有分支預測失敗情況的判斷放到循環內部，讓失敗回滾多次循環。