A previsão de filiais é absolutamente crucial para o desempenho da execução especulativa nos processadores modernos. Sem a previsão precisa da ramificação, a execução especulativa se torna amplamente ineficaz e pode até mesmo * reduzir o desempenho * *. Aqui está como:

* dependência da execução especulativa na previsão: A execução especulativa funciona antecipando o resultado de uma instrução de ramificação (como uma instrução `if`) * antes de * a condição da filial é realmente avaliada. O processador adivinha qual caminho o código seguirá (ramo realizado ou não é executado) e começa a executar instruções ao longo desse caminho previsto. Isso acontece *fora de ordem *, antes que o processador saiba com certeza se a previsão estava correta.

* O custo da predição errônea: Se a previsão da filial estiver incorreta, todo o trabalho realizado especulativamente ao longo do caminho errado será desperdiçado. O processador precisa:

* Role de volta: Descarte todos os resultados da execução especulativa. Isso envolve desfazer alterações nos registros, memória e potencialmente o cache.
* Reiniciar: Comece a execução no caminho correto. Isso envolve buscar e executar instruções da ramificação correta.

Esse processo de reversão e reinicialização é extremamente demorado, criando multas significativas de desempenho. Quanto mais predefições incorretas, mais tempo o processador gasta nessa atividade desnecessária.

* Impacto na eficiência do pipeline: Os processadores modernos têm arquiteturas profundamente pintadas. Uma interpretação incorreta pode lavar todo o pipeline, causando um atraso significativo antes que o trabalho útil seja retomado. Esse atraso é muito mais longo do que o tempo necessário para executar as instruções sequencialmente sem especulação.

* Previsão precisa =ganho de desempenho: A previsão precisa da filial permite que o processador execute instruções ao longo do caminho correto na maioria das vezes. Isso leva a melhorias significativas de desempenho porque:

* Maior paralelismo no nível de instrução (ILP): O processador pode manter seu pipeline completo e sobrepor a execução de várias instruções.
* Latência reduzida: O processador conclui as instruções mais cedo, reduzindo o tempo geral de execução.
* Utilização de cache melhorada: O acesso especulativo aos dados leva ao melhor uso de caches se a previsão estiver correta.

Em essência, a previsão de filiais atua como um guia crucial para a execução especulativa. A precisão da previsão afeta diretamente os benefícios de desempenho da especulação. Os processadores modernos empregam técnicas sofisticadas de previsão de ramos, como:

* Preditores baseados em história: Acompanhe a história recente dos resultados de ramos para fazer melhores previsões.
* Preditores correlacionados: Considere os resultados de outros ramos para melhorar a precisão da previsão.
* Preditores de torneios : Combine várias técnicas de previsão para obter maior precisão.


Uma alta taxa de missionagem indica efetivamente os benefícios da execução especulativa, tornando-o um fator crítico na criação de processadores de alto desempenho. A unidade constante para velocidades mais altas de relógio da CPU e melhor desempenho dependem fortemente de mecanismos de previsão de ramificação sempre melhorados.