简介

一个非常经典且现在都在使用的流水线前端架构。它的特点是将分支预测放在流水线的最前端，和取指进行了结构。将ICache移出了关键路径。

结构

部件介绍：

FTQ：用来缓存分支预测器提供的预测地址，分支预测器会不停的预测并提交地址给FTQ，然后Icache从FTQ中获得取指地址并进行取指
FTB(fetch target buffer): 包括分支预测器，btb等

FTB

FTB是该设计的核心部件，他可以保存分支跳转指令的跳转地址，并对条件分支进行预测。它的结构如下图所示。

它的主体是一个表，使用pc进行查表，查表方式和cache类似。每个表项表示一个fetch blcok，每个fetch block的起始地址为分支跳转到目的地址，中止地址(fall through)为经常发生跳转(biased taken or unbiased)的分支。查表时是通过起始地址进行查表的。

FTB每次生成下一个fetch block的起始地址和中止地址，以及用于下次预测的pc。

每个表项包含如下内容：

tag: 地址的高位，参照cache的tag项
carry, partial fall thru: 两个项组成了中止地址。如果carry为0，则由pc高位和fall thru进行拼接，否则pc高位+1和fall thru进行拼接
target：跳转地址
over-size: 表示一个fetch block是否跨越了一个cache block。

FTB更新：

当FTB缺失时，将顺序获取下一个cache block。在译码阶段发现未预测的跳转指令，或者在写回阶段发现预测失败的分支指令，或分支预测跳转的指令，都会对FTB进行更新。