Branch in a Pipeline - Georgia Tech - HPCA: Part 1
3-Second Blueprint (English)
- PC-relative conditional branches compare registers in the ALU stage, leaving two intervening clock cycles before the jump outcome is known.
- Canceling two speculatively fetched instructions on a mispredicted branch raises its effective cost from one cycle to three pipeline cycles.
- Because waiting unconditionally wastes two slots every time, CPUs must predict branch targets during Fetch using only the instruction PC.
5-Stage CPU PipelinePC-Relative BranchingMisprediction PenaltySpeculative Fetching
3-Sekunden-Fazit (Deutsch)
- PC-relative bedingte Sprünge vergleichen Register erst in der ALU-Stufe, sodass der Ausgang für zwei Taktzyklen unbekannt bleibt.
- Das Verwerfen zweier spekulativ geladener Befehle nach einer Fehlvorhersage erhöht die effektiven Kosten eines Sprungs auf drei Zyklen.
- Da bloßes Abwarten stets zwei Takte verschenkt, müssen Prozessoren Sprungziele schon beim Fetch allein anhand der PC-Adresse vorhersagen.
5-stufige CPU-PipelinePC-relativer SprungFehlvorhersage-StrafeSpekulatives Laden
Note / Hinweis: Blueprints are AI-generated educational summaries (0% Politics · 0% Religion · 0% Brainrot) and do not constitute medical, legal, or financial advice. / KI-generierte Zusammenfassung zu Bildungszwecken – ersetzt keine medizinische, rechtliche oder finanzielle Fachberatung.