Windows更新如何影响CPU分支预测？锐龙处理器性能提升原因探究

近期消息与基准测试显示，锐龙4、5系列处理器在游戏场景中可通过Windows更新获得性能提升，AMD官方博客明确指出这源于Windows针对分支预测的针对性改动：

针对“Zen 5”用户，我们给出以下解锁最佳性能的建议：针对AMD优化的分支预测代码将在Windows 11 24H2版本中推出。

你此前认为CPU分支预测不受操作系统控制、相关优化仅依赖CPU微码更新的认知有一定合理性，但Windows的这次改动确实是从软件层面精准适配硬件特性来释放性能，目前有两个明确的技术原因可以确认：

• 编译器成本模型的针对性适配
  Windows系统核心组件及部分系统级代码在编译阶段，会根据目标CPU的硬件特性选择对应的代码生成策略。此前Windows的编译器成本模型主要适配分支预测能力较弱的旧款CPU，倾向于生成无分支代码（比如用条件移动指令替代分支跳转）来避免预测失败带来的性能损失。但锐龙4/5（Zen4/Zen5）的分支预测单元性能大幅提升，无分支代码反而无法利用其高效的预测机制，导致指令并行度、缓存利用效率下降。Windows 11 24H2针对Zen架构更新了编译器成本模型，为这类高性能分支预测CPU生成更适配的分支代码，从而释放硬件性能。

• 安全缓解措施的针对性放行
  此前为防范Spectre等基于分支预测的硬件漏洞，Windows与编译器默认启用了Retpoline、IBRS等安全缓解措施，这些措施会牺牲部分分支预测性能来保障安全性。而Zen5架构的CPU在硬件层面已经集成了更完善的漏洞防护机制，Windows 11 24H2可以针对Zen5处理器自动关闭部分不必要的软件层面安全缓解，让分支预测单元以最高效率运行，同时保持系统安全性。

这两点并非推测，而是结合AMD官方技术文档、微软Windows更新说明以及编译器优化白皮书可以确认的核心原因。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者NoSenseEtAl