返回地址栈
对条件转移来说，其可能的2个分支地址是确定的，并且一般概率相差很大（见《计算机原理实验》讲义），所以BTB的组织相对简单就可以完成预测后继地址的功能。但是对于函数返回地址，没有这样的简单规律，不能用这种简单的规则来预测。但函数调用的规律也很简单：完全的栈式组织。所以，要预测函数返回地址（对应于ret指令的“目的”地址），用一个栈式结构，理论上可以100％预测出来。这个预测也是很有用的，特别是C＋＋里面会有很多的小函数（虽然C＋＋一般把小的函数做成内联的，但对虚函数就不适合了），如果在这里能够成功预测，可以极大地提高调用了函数的循环的执行效率。而且x86系列CPU的ret指令要从内存读取返回地址，如果不进行预测，其延迟将非常大，对小函数的影响就更大了。这些就是返回地址栈的功能，Intel把这个部件叫做返回栈缓冲区（RSB：Return Stack Buffer）。
由于是硬件实现，所以RAS不可能做得很深，事实上也不需要很深。函数嵌套调用的层数一般不会非常大。不过无论它有多少层，我们都是要通过程序测试出来的。原理也很简单：“制造”一个指定的函数调用嵌套层次的循环，通过计算该循环的执行速度，就可以算出每一对call/ret的运行速度。当指定的层次小于RAS深度的时候，所有的ret目的地址能够正确预测，速度将非常快。而层次超过RAS深度时，速度将下降。
在测试中我们还做了如下考虑：（1）循环展开16次。通过以前的测试，这个展开次数基本上可以不考虑循环附加开销的影响，所以为简单起见，这里就不再做可变的循环展开了。（2）除第一级以外的call指令放在16自己边界处。第一级call指令由于是循环体的核心语句，不适合对齐。（3）call使用相对调用，这样实现起来相对简单。
下面是测试结果：
第一列是对应的深度，第二列是平均每对call/ret的执行时间，单位是周期，第三列是RAS“未命中”（这里应该叫做溢出）附加开销。把第二列画成曲线图如下：
曲线的趋势相当明显，RAS深度为16的结论也是显然的。这里要说明的是在调用层次小于RAS深度的时候，call/ret对的平均执行时间随着深度增加而减少，这应该是类似于循环展开的效应引起的：对较深的调用，每进行一次循环所执行的call/ret对将增加，而循环附加开销不变。另外，从表中数据可以得出，在RAS不溢出时，每对call/ret执行约4个周期，还是很快的；当RAS溢出后，每对call/ret执行约14周期，速度下降了很多。可见RAS还是很有好处的。
