cpu - 正确的分支预测是免费的吗？

Question

假设您编写了一些具有 if 语句和条件的代码，其中 if 语句在程序的整个运行过程中始终为真，但是在编译时无法知道条件始终为真(也许它的在命令行中指定)

在这种情况下，您希望 cpu 能够预测这一点并始终选择正确的路径。

这是否意味着通过分支预测，代码就像根本没有 if 语句一样快？

或者，还有实际成本吗？

我可以想象一些可能不会消失的成本......

第一次调用，可能会出错，或者分支预测器始终正确需要多长时间。

也许如果程序很大，随着指令缓存被清除，分支的知识就会丢失？

也许你有条件代码(也可能是 else)的事实意味着指令缓存不能容纳那么多，所以通常会减慢你的程序

我敢打赌，它采取正确路径的验证不可能是免费的，并且它会消耗一些资源

这些是真的吗？还有其他人吗？

Answer 1

某些架构可以使正确预测的分支或多或少自由。这称为分支折叠。基本上发生的情况是，当前端的分支预测器看到它之前遇到过并且其目标已知的分支时，它可以将指令发送到分支目标，而不是将分支发送到管道中。前端还是要看到分支，但是后端从来没有，所以如果后端稍微落后一点，气泡就平衡了，就好像分支从来没有存在过一样。

不过，这还不是全部。一个分支很可能不会在前几次被错误预测，如果它是一个条件分支，不知何故仍然必须解决该条件。