Multithreading 分支预测和多线程

让我们假设一个简单的

if

如下：

if (something)
   // do_something
else
   // do_else

假设这个

if-else

语句在不同的线程中并行执行，每个线程产生不同的结果，但在其生命周期中保持不变。例如，在线程1中，条件总是被评估为false，在线程2中，条件总是被评估为true；在线程3中，也总是正确的，以此类推

分支预测是否考虑每个线程的执行上下文来进行统计？因为如果它没有（我不这么认为，但很难通过测试来检查），CPU将看到这种情况遵循随机模式，根本不会进行预测。

如果我们忽略SMT（f.ex.hyper threading），大多数体系结构每个硬件线程都有一个分支预测器。 它与单个核心的提取单元紧密耦合。少数（AMD？）将一些分支预测信息存储在一级/二级I-cache中，但主要用于下一次获取

因此，如果你不在SMT上运行你的代码，你就在天堂里，每次都会得到100%的预测结果，而代价是几条指令

如果你在SMT上运行你的代码，你会发现你的生活是地狱，有50%以上的预测失误

现在你可以很容易地解决你的问题了，你只需要使用更多的代码，更早地检查你的情况，并用dou-something或dou-else调用代码的一个分支

如果有一个循环在分支所在的位置调用函数，则可以执行以下操作：

如果（某物） 做点什么； 其他的 do_else_loop（）

void do_something_loop（）{ 用于（自动x:myVec） 做点什么； }

这样做的缺点是需要维护两个几乎相等的代码分支

或者您可以在函数调用branch_me（）中使用您的分支，您可以创建一个模板函数，由于死代码消除的魔力，您不应该在循环中获得任何分支

C++概念代码

template<bool b_something>
void brancher() {
  // do things
  if (b_something)
    // do_something
  else
    // do_else
  }
  // do more things
}

void branch_user() {
  if (something) {
    for (auto x : myVec)
      brancher<true>();
  } else {
    for (auto x : myVec)
      brancher<false>();
  }
}

模板
空枝（）{
//做事
如果（b_某物）
//做点什么
其他的
//还有别的吗
}
//多做事
}
无效分支_用户（）{
如果（某物）{
用于（自动x:myVec）
brancher（）；
}否则{
用于（自动x:myVec）
brancher（）；
}
}

---

现在您只需维护外部函数的两个分支，希望这会减少工作量。

Define thread。CPU显然不知道操作系统线程。但现在大多数CPU都知道硬件线程。分支预测是一种处理器实现细节，以纳秒分辨率运行。线程执行以毫秒分辨率运行。这6个数量级的差异使问题变得无关紧要。基于多核异构的分支预测的研究与设计摘要：针对单核频率难以提高处理器性能的问题，针对分支指令处理过程中超标量流水线停顿的问题，介绍了采用B-Cache结构和C-core处理器控制器的异构多核处理器的体系结构。新的体系结构避免了由于分支未命中预测而导致的管道刷新，提高了多核处理器的整体效率。参考：