分支目标缓冲区在计算体系结构中的作用是什么?

分支目标缓冲区 (BTB) 是计算机处理器中用于提高指令执行速度的高速缓存。当遇到包含分支的指令时,BTB 预测分支的目标地址并将其存储在缓存中。下次遇到相同的分支指令时,处理器会从 BTB 中检索预测的目标地址,而不是等待计算出实际的目标地址,这样可以节省宝贵的周期时间并提高性能。

BTB 的作用是减少大多数计算机程序中存在的条件分支指令的延迟。这些指令可能导致后续指令的执行延迟,因为处理器必须确定是否采用分支以及下一步去哪里。通过预测分支的目标地址,BTB可以帮助处理器继续执行指令,而无需等待分支的结果被确定。

除了提高性能外,BTB 还通过减少计算条件分支目标地址所需的流水线停顿数来降低功耗。这在现代处理器中尤为重要,因为现代处理器包含多个流水线和复杂的指令调度算法,需要精确计时才能最大限度地提高性能。

发布日期: