投机与预测的区别

Question

在计算机体系结构中，分支预测和乱序执行有何区别？

这两个概念看起来非常相似，但它们之间存在微妙的区别。分支预测是一种技术，用于在程序执行过程中猜测下一个指令是否需要进行跳转操作，从而提高指令执行效率。而乱序执行是通过对指令进行重排列，以最大化指令级并行度，从而实现更高的性能。

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- enc

Answer 1

分支预测是处理器尝试确定在条件跳转之后执行会继续到哪里，以便它可以从内存中读取下一条指令。

而投机执行则更进一步，确定执行下一条指令的结果将会是什么。如果分支预测是正确的，则使用该结果，否则将被舍弃。

需要注意的是，即使代码中没有实际的条件分支，也可以应用投机执行。处理器可以从通常会连续执行的几条指令中确定结果，但执行可能会因算术溢出中断而停止。

- Guffa

Answer 2

如果你想要推测性地做一些事情，通过准确预测需要推测的方向，可以增加推测行为成功的概率。在某些情况下，预测是微不足道的（例如预测负载/存储不会出现段错误）。在其他情况下，预测则比较困难（如分支预测）。无论哪种情况，当出现异常时，你都需要能够恢复/放弃推测计算。

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可以通过同时从分支的两个方向上推测执行指令，并仅保留找到正确路径后的结果来进行推测，而不进行预测。目前的硬件尚未利用此方法用于分支，但对于类似并行解码x86指令等较小规模的东西，同样会发生这种情况。解码器从每个可能的指令边界开始解码，只有在上一个指令的解码确定其长度后，才会找到正确的起始位置。

- Peter Cordes

Answer 3

虽然我是编程和计算机科学的新手，但这是我的结论。这两种“技术”的目的都是保持流水线填充，防止资源浪费。当处理器遇到条件测试指令时，通常您会期望它在继续执行下一条指令之前等待条件被测试。

在推测执行中，您无论如何都会执行该指令，希望条件测试为TRUE，而不是停滞流水线并损害资源。否则，您只需丢弃结果。

在分支预测中，您更进一步，根据条件测试的过去结果预测条件是否为TRUE或FALSE。（您预测程序将分支的方向）。

希望这能澄清事情。我从这里和我这个学期参加的课程中获得了信息。 http://www.pcguide.com/ref/cpu/arch/int/featSpeculative-c.html

- acevans