執行一道分支（branch）
一道分支指令決定要直線繼續走，還是跳到程式的另一部分——它就是迴圈與 if 敘述如何化為機器動作。以「beq x1, x2, L」為例，意思是「若 x1 等於 x2，就到標籤 L 繼續執行；否則就走到下一道指令」。追蹤一道分支，能看出資料路徑如何同時測試條件並選擇下一道指令的位址。
有兩件運算同時進行。其一是比較：暫存器檔讀出 x1 與 x2，ALU 把它們相減，結果為「零」就表示兩者相等（這就是條件測試）。其二是目標位址：分支偏移從指令取出、符號擴展，再與目前的 PC 相加，算出分支目標（PC ＋ 偏移）。然後資料路徑最前端的一個多工器選擇下一個 PC：若分支成立（ALU 的零旗標被設定，且 Branch 控制訊號為 1），下一個 PC 就是分支目標；否則下一個 PC 就是普通的 PC + 4。
誠實的微妙之處：分支不寫任何暫存器，也不碰資料記憶體（RegWrite、MemRead、MemWrite 全為 0）。它唯一的作用在程式計數器上——它引導接下來執行什麼。正因如此，在接下來的管線章節裡，分支會造成控制危障：機器往往在還不知道分支是否成立之前，就已經開始提取直線落下的那道指令。在單週期模型裡沒有這個問題，因為下一個 PC 在同一個週期內就確定了。
對「beq x1, x2, L」且 x1 ＝ 5、x2 ＝ 5：ALU 算出 5 − 5 ＝ 0，於是零旗標被設定；Branch 為 1，所以下一個 PC 的多工器選擇 PC ＋ 偏移（L 的位址）。若 x1 是 7，差值便非零，下一個 PC 就只是 PC + 4。
分支用 ALU 測試條件，再由多工器選下一個 PC：成立則選目標位址，否則選 PC + 4。
分支的全部工作就是設定下一個 PC，它不寫任何暫存器。「成立（taken）」只是表示條件為真、PC 跳到目標——並不是某種另類的寫回。