Branch Prediction

释义 (Definition)

分支预测：计算机处理器（CPU）中的一种技术，用来提前猜测程序遇到条件跳转（如 if/else、循环）时将走哪条分支（跳转/不跳转），从而让流水线继续“预取并执行”后续指令，减少停顿、提高性能。若预测错误，会产生分支失预测（misprediction）并带来回滚与性能损失。

发音 (Pronunciation, IPA)

/bræntʃ prɪˈdɪkʃən/

词源 (Etymology)

由 branch（“分支、岔路”，在计算机中指“分支指令/跳转”）+ prediction（“预测”）组成。该术语随着现代处理器流水线与乱序执行的发展而普及，用于描述“对控制流走向的提前判断”。

例句 (Examples)

Branch prediction makes modern CPUs faster.
分支预测让现代 CPU 运行得更快。

When branch prediction fails, the processor may flush the pipeline and redo work, which can noticeably slow down tight loops.
当分支预测失败时，处理器可能清空流水线并重新执行工作，这会让紧密循环明显变慢。

相关词 (Related Words)

• Branch
• Pipeline
• Speculation
• Misprediction
• Predictor
• Out-Of-Order
• Instruction
• Latency
• Throughput
• Cache

文学与著作中的用例 (Notable Works)

• Computer Architecture: A Quantitative Approach（Hennessy & Patterson）——在讨论指令级并行、流水线与推测执行时系统介绍分支预测。
• Computer Organization and Design（Patterson & Hennessy）——在处理器实现章节中解释分支与预测对性能的影响。
• Modern Processor Design: Fundamentals of Superscalar Processors（John Paul Shen, Mikko H. Lipasti）——详细讨论分支预测器、失预测代价与超标量设计。
• “Two-Level Adaptive Branch Prediction”（Tse-Yu Yeh, Yale N. Patt, 1991）——经典学术论文，提出并分析两级自适应分支预测方法。