分岐予測とパイプラインハザードとは？ぶんきよそくとぱいぷらいんはざーど
分岐予測とパイプラインハザードとは、命令を工程に分けて重ねて流すパイプラインが途中で先へ進めなくなる状態がハザードで、前の命令の結果が要るデータハザード、次の行き先が決まらない制御ハザード、同じ回路を同時に使いたい構造ハザードの3つがある。分岐予測は2つ目を埋める仕組みで、行き先を先読みして走り出し、外れたら走った分を全部捨ててやり直す。
最終更新：2026-10-06
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ソフトウェアでパケットを処理する装置——仮想アプライアンスのファイアウォール、クラウド上のルータやロードバランサ——の限界は、回線の帯域ではなくCPUが1秒に何個のパケットをさばけるか（pps）で決まる。パケット1個あたりに使える命令は数十から数百しかないので、分岐を1回読み違えて十数段ぶんを捨てる代償が、そのまま処理能力の目減りとして出る。装置の公称ppsが小さいフレームで急落する理由も、線の側ではなくここに行き着く。
具体例
Linuxのnftablesはルールを上から順に評価するため、ルール数が増えるほど当たり外れの読めない条件分岐の連鎖が伸びる。同じ判定をset/mapのハッシュ参照1回に置き換えると外れやすい分岐そのものが消え、ppsが伸びる。DPDKが割込みでなくポーリングで受信するのも同じ狙いである。
試験での引っ掛け
パイプラインが縮めるのは1命令の実行時間（レイテンシ）ではなく単位時間あたりの完了数（スループット）で、ここを取り違えると1パケットの処理遅延が下がると読んでしまう。段数を深くするほど速くなるわけでもなく、深いほど予測失敗で捨てる量が増える。L3スイッチのASICが持つ転送パイプラインとは別物である。
関連用語
出典・参考
解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。