分支預測（branch prediction）

分支預測器是對「你會走哪條岔路」的一個猜測。程式充滿分支——if 敘述、迴圈、函式呼叫——在每一個分支處，CPU 都必須決定接下來提取哪些指令。但一個分支是否會跳，往往要好幾個週期後才知道，而深管線等不起。所以硬體立刻猜出方向（與目標）並繼續往下走，賭它在偶爾猜錯時能廉價地自我修正。

具體來說，分支預測器觀察過去分支的歷史，賭未來像過去。最簡單的方案為每個分支記住上次往哪走。更好的方案為每個分支用一個小型飽和計數器（兩位元預測器）、把某分支的行為與其他分支近期的結果關聯（關聯式預測器），或同時跑好幾個預測器、逐分支學會該信哪一個（競賽式預測器）。至於跳躍分支的目標位址，分支目標緩衝區會快取該分支上次去了哪裡，好讓下一次提取直接從那裡開始、不必等待。現代預測器好得驚人——在典型程式碼上往往遠超過 95% 的準確率。

在一顆深、寬、推測的核心裡，準確率就是一切，因為誤測代價高昂：錯誤路徑上每一道推測執行的指令都得被壓掉，管線得從正確路徑重新填滿，每次或許花上十多個甚至更多週期。所以即使只有百分之幾的誤測，也會明顯削弱效能。誠實的提醒是：方向基本上隨機（以無法預測的方式依賴資料）的分支，會擊敗任何預測器——而預測品質正是一顆核心究竟能維持多少 ILP 的實務限制之一。