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La spéculation matérielle et la spéculation logicielle sont toutes deux des techniques utilisées pour améliorer les performances des systèmes informatiques. Cependant, ils diffèrent par la manière dont ils sont mis en œuvre et le niveau de contrôle qu’ils assurent.
Spéculation basée sur le matériel est effectué par le matériel lui-même, sans aucune implication directe du logiciel. Le matériel prédit quelle branche d'une instruction conditionnelle est susceptible d'être prise, puis exécute les instructions pour cette branche de manière spéculative. Si la prédiction est correcte, les instructions auront été exécutées à l’avance, réduisant ainsi le temps nécessaire pour terminer l’opération. Cependant, si la prédiction est incorrecte, les instructions devront être ignorées et la branche correcte exécutée, ce qui peut entraîner une pénalité de performances.
Spéculation logicielle , en revanche, est effectué par le logiciel lui-même. Le compilateur ou le système d'exécution identifie les sections de code susceptibles de bénéficier de la spéculation, puis insère des instructions qui prédisent explicitement le résultat des instructions conditionnelles. Si les prédictions sont correctes, le code sera exécuté plus efficacement. Cependant, si les prédictions sont incorrectes, le code devra être exécuté plusieurs fois, ce qui peut également entraîner une pénalité de performances.
Le principal avantage de la spéculation matérielle est qu’elle peut être réalisée très rapidement et efficacement, car elle est effectuée directement par le matériel. Cependant, il est également plus susceptible de donner lieu à des prédictions incorrectes, car le matériel n’a pas accès aux mêmes informations que le logiciel. La spéculation logicielle, en revanche, est moins susceptible de donner lieu à des prédictions incorrectes, car le logiciel peut faire des prédictions plus éclairées en fonction de l'état du programme. Cependant, cette méthode est également moins efficace, car le logiciel doit insérer explicitement les instructions de spéculation.
En général, la spéculation matérielle est plus efficace pour un code simple et prévisible, tandis que la spéculation logicielle est plus efficace pour un code complexe et imprévisible.
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