Intel Core & Enhanced Core微架构(4)

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Front End

前端的主要功能是为6发射宽度的乱序引擎提供并保持微指令流。下表列出了微架构中前端的构成部件，以及他们的功能和在性能方面面临的挑战。

部件	功能	性能挑战
分支预测单元(BPU)	预测各种类型的分支指令：条件分支，无条件分支，间接分支，直接分支，调用，回返指令。预测信息辅助取指单元获取最可能执行到的指令。每种类型的分支都有专门的硬件逻辑进行预测。	允许投机执行 通过减少“非架构路径1”上的指令被读取到流水线中，提升投机执行的效率
指令获取单元(IFU)	获取可能被执行到的指令 缓存频繁使用到的指令 预译码和缓存指令，保持稳定地译码带宽，缓解x86指令流长度上的不规律性	可变长度的x86指令格式导致译码带宽不稳定（出现气泡现象） 采纳分支和未对齐的分支目标导致取指单元的总体带宽被打断
指令队列IQ和译码单元	译码4条x86指令，或5条（通过宏熔合） 栈指针跟踪器算法，更高效的过程进入与退出 实现宏熔合特性，更高的译码性能和效率 指令队列也被用作循环缓存，某些循环可以以更高的带宽和更低的能耗执行	译码不同的x86指令需要不同的工作量，x86指令译码后对应不同数量的微指令 指令前缀的存在增加了指令译码复杂度 指令长度切换前缀(LCP)会导致前端出现气泡现象。

注1：在乱序投机执行过程中，处理器认为某个路径可能会被执行到，于是投机式式地读取该路径上的指令并执行，随后发现实际上应该执行其他路径，最后不得不废弃投机执行的路径。这个被废弃的路径被称为“非架构路径”，因为最终废弃的路径并不改变处理器架构的任何状态。相应的，最终执行的路径被称为“架构路径”，因为执行结果会反映到处理器架构状态上。