branch prediction, previsão de desvio:
Branch prediction, ou previsão de desvio, é uma técnica utilizada por processadores para aumentar o desempenho do computador. Ela é responsável por adivinhar qual caminho um programa irá tomar em uma instrução de desvio condicional e buscar o código executável no local apropriado. Isso permite que o processador comece a executar as instruções do caminho correto antes mesmo de saber se a previsão está correta ou não.
Para entender como a previsão de desvio funciona, é importante saber como o pipeline de um processador funciona. O pipeline é uma técnica utilizada para aumentar a velocidade de processamento, permitindo que várias instruções sejam executadas simultaneamente. Cada instrução passa por várias etapas no pipeline, como busca, decodificação, execução e gravação do resultado. Quando uma instrução de desvio é encontrada, todo o pipeline é interrompido e o processador começa a buscar o código executável no novo endereço especificado pela instrução de desvio.
Esse processo de busca pode levar tempo, pois o processador precisa acessar a memória para obter a próxima instrução. Para evitar esse atraso, a previsão de desvio é utilizada. Ela funciona armazenando a instrução de desvio e a próxima instrução em um buffer. Com base no histórico de execução de desvios anteriores, o processador tenta adivinhar qual caminho será tomado na próxima vez que a instrução for executada.
Existem várias técnicas de previsão de desvio, incluindo previsão estática, previsão dinâmica e previsão baseada em histórico. Na previsão estática, o processador assume que um desvio sempre segue um padrão específico e, portanto, faz uma suposição fixa. Já na previsão dinâmica, o processador utiliza informações do pipeline para fazer uma previsão mais precisa. Por fim, na previsão baseada em histórico, o processador utiliza um registro de histórico de desvios anteriores para tomar a decisão.
A previsão de desvio pode ser extremamente útil para melhorar o desempenho do processador, mas pode haver situações em que a previsão falha, levando a um desvio incorreto e, portanto, atrasando a execução do programa. Para mitigar esse problema, os processadores modernos geralmente possuem vários buffers de pré-busca e uma lógica de recuperação para minimizar o impacto da previsão incorreta.
