คำสั่งกระโดดหรือการเปลี่ยนเส้นทาง( branch or transfer) เป็นคำสั่งในโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำให้คอมพิวเตอร์เริ่มประมวลผลลำดับคำสั่งที่แตกต่างออกไป และทำให้เบี่ยงเบนจากพฤติกรรมปกติในการประมวลผลคำสั่งตามลำดับ^{[ a ]}คำสั่งกระโดด (หรือbranching , branched ) อาจหมายถึงการเปลี่ยนการประมวลผลไปยังลำดับคำสั่งที่แตกต่างออกไปอันเป็นผลมาจากการประมวลผลคำสั่งกระโดด คำสั่งกระโดดใช้เพื่อควบคุมการไหลของโปรแกรมในลูปและเงื่อนไข (เช่น การประมวลผลลำดับคำสั่งเฉพาะเมื่อตรงตามเงื่อนไขบางอย่างเท่านั้น)

คำสั่งกระโดด (branch instruction) สามารถเป็นได้ทั้งแบบ กระโดด โดยไม่มีเงื่อนไข (unconditional branch ) ซึ่งจะกระโดดไปยังตำแหน่งใหม่เสมอ หรือ แบบกระโดด โดยมีเงื่อนไข (conditional branch ) ซึ่งอาจกระโดดหรือไม่กระโดดก็ได้ ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขบางอย่าง นอกจากนี้ ขึ้นอยู่กับวิธีการระบุที่อยู่ของลำดับคำสั่งใหม่ (ที่อยู่ "เป้าหมาย") คำสั่งกระโดดโดยทั่วไปจะถูกจัดประเภทเป็นแบบตรง (direct ), แบบอ้อม ( indirect)หรือ แบบสัมพัทธ์ (relative ) ซึ่งหมายความว่าคำสั่งนั้นมีที่อยู่เป้าหมายอยู่แล้ว หรือระบุตำแหน่งที่จะพบที่อยู่เป้าหมาย (เช่น ตำแหน่งในรีจิสเตอร์หรือหน่วยความจำ) หรือระบุความแตกต่างระหว่างที่อยู่ปัจจุบันและที่อยู่เป้าหมาย

คำสั่งกระโดด (Branch instructions) สามารถเปลี่ยนแปลงเนื้อหาของตัวนับโปรแกรม (PC) ของCPU (หรือตัวชี้คำสั่งในไมโครโปรเซสเซอร์ Intel) ได้ ตัวนับโปรแกรมจะเก็บที่อยู่หน่วยความจำของคำสั่งเครื่องถัดไปที่จะถูกดึงมาประมวลผล ดังนั้น หากมีการเรียกใช้คำสั่งกระโดด จะทำให้ CPU ประมวลผลโค้ดจากที่อยู่หน่วยความจำใหม่ ซึ่งจะเปลี่ยนตรรกะของโปรแกรมตามอัลกอริทึมที่โปรแกรมเมอร์วางแผนไว้

คำสั่งกระโดด (Jump)เป็นคำสั่งประเภทหนึ่งที่ใช้ในการประมวลผลระดับเครื่องจักรคำสั่งนี้อาจส่งผลให้ค่าของตัวชี้กำลัง (PC) ถูกโหลดหรือแก้ไขด้วยค่าใหม่ที่แตกต่างจากค่าปกติ (เช่น ค่าเพิ่มขึ้นจากคำสั่งปัจจุบันไปยังคำสั่งถัดไป) โดยทั่วไป คำสั่งกระโดดจะมี ทั้งแบบ ไม่มีเงื่อนไขและ แบบ มีเงื่อนไขซึ่งแบบมีเงื่อนไขอาจถูกกระโดดหรือไม่ถูกกระโดดก็ได้ (ค่าของ PC จะถูกแก้ไขหรือไม่) ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขบางอย่าง

การแยกสาขาในระดับเครื่องประเภทที่สองคือคำสั่งเรียก (call)ซึ่งใช้ในการทำงานย่อยเช่นเดียวกับคำสั่งกระโดด (jump) คำสั่งเรียกอาจเปลี่ยนแปลงค่า PC หรือไม่ก็ได้ ขึ้นอยู่กับรหัสเงื่อนไข อย่างไรก็ตาม คำสั่ง เรียกจะบันทึกที่อยู่สำหรับส่งคืน ( return address ) ไว้ในที่ปลอดภัยในหน่วยความจำ (โดยปกติจะอยู่ในโครงสร้างข้อมูล ที่อยู่ในหน่วยความจำ เรียกว่าสแต็ก ) เมื่อการทำงานย่อยเสร็จสิ้น ที่อยู่สำหรับส่งคืนนี้จะถูกส่งคืนไปยัง PC และการทำงานของโปรแกรมจะดำเนินต่อด้วยคำสั่งถัดจากคำสั่งเรียก

ประเภทที่สามของการแยกสาขาในระดับเครื่องคือคำสั่งส่งคืน (return instruction ) คำสั่งนี้จะ "ดึง" ที่อยู่ส่งคืนออกจากสแต็กและโหลดลงในรีจิสเตอร์ PC ซึ่งเป็นการส่งการควบคุมกลับไปยังรูทีนที่เรียกใช้ คำสั่งส่งคืนอาจถูกดำเนินการแบบมีเงื่อนไขได้เช่นกัน คำอธิบายนี้เกี่ยวข้องกับการใช้งานทั่วไป อย่างไรก็ตาม โปรแกรมเมอร์เครื่องมีอำนาจมากในการจัดการที่อยู่ส่งคืนบนสแต็ก และเปลี่ยนเส้นทางการทำงานของโปรแกรมในหลายวิธีที่แตกต่างกัน

ขึ้นอยู่กับหน่วยประมวลผล คำสั่งกระโดดและเรียกฟังก์ชันอาจเปลี่ยนแปลงเนื้อหาของรีจิสเตอร์ PC ในรูปแบบที่แตกต่างกัน อาจมีการโหลดที่อยู่แบบสัมบูรณ์ หรืออาจมีการเพิ่มหรือลบค่าบางอย่าง (หรือค่าชดเชย) จากค่าปัจจุบันของ PC ทำให้ที่อยู่ปลายทางสัมพันธ์กับตำแหน่งปัจจุบันในโปรแกรม แหล่งที่มาของค่าชดเชยอาจแตกต่างกันไป เช่น ค่าคงที่ที่ฝังอยู่ในคำสั่ง หรือเนื้อหาของรีจิสเตอร์ของหน่วยประมวลผลหรือตำแหน่งหน่วยความจำ หรือเนื้อหาของตำแหน่งบางตำแหน่งที่บวกกับค่าดัชนี

คำว่า"สาขา" (branch) ยังสามารถใช้ได้กับโปรแกรมในภาษาโปรแกรมระดับสูงด้วย โดยปกติแล้วสาขาเหล่านี้จะอยู่ในรูปของคำสั่งเงื่อนไขต่างๆ ที่ครอบคลุมลำดับคำสั่งที่จะถูกดำเนินการหากเงื่อนไขนั้นเป็นจริง คำสั่งสาขาแบบไม่มีเงื่อนไข เช่นGOTOใช้เพื่อกระโดดไปยังลำดับคำสั่งอื่นโดยไม่มีเงื่อนไข หากอัลกอริทึมต้องการสาขาแบบมีเงื่อนไข คำสั่ง GOTO (หรือการเรียกใช้ซับรูทีน GOSUB) จะนำหน้าด้วย คำสั่ง IF-THENที่ระบุเงื่อนไข ภาษาโปรแกรมระดับสูงทุกภาษาสนับสนุนอัลกอริทึมที่สามารถนำโค้ดกลับมาใช้ใหม่ได้ในรูปแบบของลูปซึ่งเป็นโครงสร้างควบคุมที่ทำซ้ำลำดับคำสั่งจนกว่าจะมีเงื่อนไขบางอย่างเป็นจริงซึ่งทำให้ลูปสิ้นสุดลง ลูปยังจัดเป็นคำสั่งสาขาด้วย ในระดับเครื่อง ลูปจะถูกนำไปใช้ในรูปแบบของการกระโดดแบบมีเงื่อนไขทั่วไปที่เปลี่ยนเส้นทางการทำงานไปยังโค้ดที่ทำซ้ำ

ในซีพียูที่มีรีจิสเตอร์แฟล็กคำสั่งก่อนหน้าจะตั้งค่าเงื่อนไขในรีจิสเตอร์แฟล็ก คำสั่งก่อนหน้านั้นอาจเป็น คำสั่ง ทางคณิตศาสตร์หรือตรรกะมักจะอยู่ใกล้กับคำสั่งกระโดด แต่ไม่จำเป็นต้องเป็นคำสั่ง ที่อยู่ ก่อนหน้าคำสั่งกระโดดโดยตรง เงื่อนไขที่เก็บไว้จะถูกนำมาใช้ในคำสั่งกระโดด เช่นกระโดดหากแฟล็กโอเวอร์โฟลว์ถูกตั้งค่า ข้อมูลชั่วคราวนี้มักจะถูกเก็บไว้ในรีจิสเตอร์แฟล็ก แต่ก็อาจอยู่ที่อื่นได้เช่นกัน การออกแบบรีจิสเตอร์แฟล็กนั้นง่ายในคอมพิวเตอร์ที่ช้าและเรียบง่าย ในคอมพิวเตอร์ที่เร็ว รีจิสเตอร์แฟล็กอาจเป็นคอขวดของความเร็ว เนื่องจากคำสั่งที่สามารถทำงานแบบขนานได้ (ในหน่วยประมวลผล หลายหน่วย ) จำเป็นต้องตั้งค่าบิตแฟล็กตามลำดับที่กำหนด

นอกจากนี้ยังมีเครื่องจักร (หรือคำสั่งเฉพาะ) ที่สามารถตรวจสอบเงื่อนไขได้ด้วยคำสั่งกระโดดเอง เช่นbranch <label> if register X negativeในการออกแบบคอมพิวเตอร์แบบง่าย การแยกสาขาโดยใช้การเปรียบเทียบจะทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์มากกว่าและอาจใช้พลังงานมากกว่าการแยกสาขาโดยใช้รีจิสเตอร์แฟล็ก ในการออกแบบคอมพิวเตอร์ที่รวดเร็ว การแยกสาขาโดยใช้การเปรียบเทียบสามารถทำงานได้เร็วกว่าการแยกสาขาโดยใช้รีจิสเตอร์แฟล็ก เนื่องจากสามารถเข้าถึงรีจิสเตอร์ได้แบบขนานมากกว่า โดยใช้กลไก CPU เดียวกันกับการคำนวณ

สถาปัตยกรรม CPU ยุคแรกๆ ที่เน้นคำ^{[ b ]} บางแบบ ใช้การดำเนินการ "ข้ามคำสั่งถัดไป" แบบมีเงื่อนไข โดยแยกสาขาไปยัง NSI, NSI+1 หรือ NSI+2 (PC+1, PC+2, PC+3) ขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ของการเปรียบเทียบ สถาปัตยกรรม CPU แบบง่ายๆ บางแบบ ซึ่งยังคงพบได้ในไมโครคอนโทรลเลอร์ อาจไม่ได้ใช้การกระโดดแบบมีเงื่อนไข แต่ใช้เฉพาะการข้ามและการกระโดดแบบไม่มีเงื่อนไขเท่านั้น ดังนั้น การกระโดดหรือการเรียกแบบมีเงื่อนไขจึงถูกนำไปใช้เป็นการข้ามแบบมีเงื่อนไขของคำสั่งกระโดดหรือการเรียกแบบไม่มีเงื่อนไข

ขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์ตัวย่อในภาษาแอสเซ มบลี สำหรับคำสั่งกระโดดมักจะเป็นรูปแบบย่อของคำว่าjumpหรือ branch โดยมักจะมีตัวอักษรเพิ่มเติม (หรือพารามิเตอร์พิเศษ) ที่แสดงถึงเงื่อนไข บางครั้งอาจมีรายละเอียดอื่นๆ รวมอยู่ด้วย เช่น ช่วงของการกระโดด (ขนาดออฟเซ็ต) หรือโหมดการกำหนดแอดเดรส พิเศษ ที่ควรใช้เพื่อค้นหาออฟเซ็ตที่มีผลจริง

ตารางนี้แสดงรายการคำสั่งกระโดดหรือคำสั่งแยกสาขาในระดับเครื่องที่พบในสถาปัตยกรรมที่รู้จักกันดีหลายแบบ:

^*สถาปัตยกรรม x86, PDP-11, VAX และบางสถาปัตยกรรม จะตั้งค่าแฟล็ก carry เพื่อส่งสัญญาณการยืมและล้างแฟล็ก carry เพื่อส่งสัญญาณว่าไม่มีการยืม สถาปัตยกรรม ARM, 6502 , PIC และบางสถาปัตยกรรม จะทำตรงกันข้ามสำหรับการดำเนินการลบ ฟังก์ชันผกผันของแฟล็ก carry สำหรับคำสั่งบางอย่างจะถูกทำเครื่องหมายด้วย ( ^* ) นั่นคือยืม = ไม่ทดในบางส่วนของตาราง แต่ถ้าไม่ได้ระบุไว้เป็นอย่างอื่น ยืม ≡ ทด อย่างไรก็ตาม การทดในการดำเนินการบวกจะถูกจัดการในลักษณะเดียวกันโดยสถาปัตยกรรมส่วนใหญ่

เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูง โปรเซสเซอร์สมัยใหม่จึงใช้สถาปัตยกรรมแบบไปป์ไลน์โดยประกอบด้วยหลายส่วน แต่ละส่วนจะประมวลผลคำสั่งบางส่วน ส่งผลลัพธ์ไปยังส่วนถัดไปในไปป์ไลน์ และเริ่มทำงานกับคำสั่งถัดไปในโปรแกรม การออกแบบนี้คาดหวังว่าคำสั่งจะทำงานตามลำดับที่แน่นอนและไม่เปลี่ยนแปลง คำสั่งการกระโดดแบบมีเงื่อนไขทำให้ไม่สามารถทราบลำดับนี้ได้ ดังนั้นคำสั่งการกระโดดแบบมีเงื่อนไขจึงอาจทำให้เกิด "การหยุดชะงัก" ซึ่งไปป์ไลน์จะต้องเริ่มต้นใหม่ในส่วนอื่นของโปรแกรม

มีเทคนิคหลายอย่างที่ช่วยเพิ่มความเร็วโดยลดการหยุดชะงักจากการแยกเงื่อนไข

ในอดีต การคาดการณ์การกระโดดของคำสั่ง (branch prediction) ใช้สถิติ และนำผลลัพธ์นั้นมาใช้ในการปรับปรุงประสิทธิภาพของโค้ด โปรแกรมเมอร์จะคอมไพล์โปรแกรมเวอร์ชันทดสอบ และรันด้วยข้อมูลทดสอบ โค้ดทดสอบจะนับจำนวนครั้งที่คำสั่งกระโดดถูกเลือกจริง ๆ จากนั้นคอมไพเลอร์จะใช้สถิติจากโค้ดทดสอบนั้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของคำสั่งกระโดดในโค้ดที่เผยแพร่ การปรับปรุงประสิทธิภาพจะทำให้ทิศทางการกระโดดที่เร็วที่สุด (ไม่ว่าจะถูกเลือกหรือไม่) เป็นเส้นทางควบคุมการไหลของโปรแกรมที่ถูกเลือกบ่อยที่สุดเสมอ เพื่อให้เป็นไปได้เช่นนี้ ซีพียูต้องได้รับการออกแบบให้มี (หรืออย่างน้อยก็มี) จังหวะการกระโดดที่คาดการณ์ได้ ซีพียูบางตัวมีชุดคำสั่ง (เช่นPower ISA ) ที่ได้รับการออกแบบมาพร้อมกับ "คำแนะนำการกระโดด" (branch hints) เพื่อให้คอมไพเลอร์สามารถบอกซีพียูได้ว่าควรเลือกคำสั่งกระโดดอย่างไรในแต่ละคำสั่ง

ปัญหาของการคาดการณ์การแตกแขนงของซอฟต์แวร์คือมันต้องการกระบวนการพัฒนาซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อน

ในการรันซอฟต์แวร์ใดๆตัวทำนายการกระโดด ของฮาร์ดแวร์ ได้ย้ายสถิติเข้าไปในส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ตัวทำนายการกระโดดเป็นส่วนหนึ่งของโปรเซสเซอร์ที่คาดเดาผลลัพธ์ของการกระโดดแบบมีเงื่อนไข จากนั้นตรรกะของโปรเซสเซอร์จะเสี่ยงทายกับการคาดเดานั้นโดยเริ่มดำเนินการตามลำดับคำสั่งที่คาดไว้ ตัวอย่างของระบบทำนายการกระโดดของฮาร์ดแวร์แบบง่ายๆ คือการสมมติว่าการกระโดดย้อนกลับทั้งหมด (เช่น ไปยังตัวนับโปรแกรมที่เล็กกว่า) จะถูกดำเนินการ (เพราะเป็นส่วนหนึ่งของลูป) และการกระโดดไปข้างหน้าทั้งหมด (ไปยังตัวนับโปรแกรมที่ใหญ่กว่า) จะไม่ถูกดำเนินการ (เพราะออกจากลูป) ตัวทำนายการกระโดดที่ดีกว่าได้รับการพัฒนาและตรวจสอบทางสถิติโดยการรันในโปรแกรมจำลองบนโปรแกรมทดสอบต่างๆ ตัวทำนายที่ดีมักจะนับผลลัพธ์ของการดำเนินการก่อนหน้าของการกระโดด คอมพิวเตอร์ที่เร็วขึ้นและมีราคาแพงกว่าสามารถทำงานได้เร็วขึ้นโดยการลงทุนในอิเล็กทรอนิกส์การทำนายการกระโดดที่ดีกว่า ใน CPU ที่มีการทำนายการกระโดดของฮาร์ดแวร์ คำแนะนำการกระโดดจะช่วยให้การทำนายการกระโดดที่เหนือกว่าของคอมไพเลอร์สามารถแทนที่การทำนายการกระโดดที่ง่ายกว่าของฮาร์ดแวร์ได้

ตรรกะบางอย่างสามารถเขียนได้โดยไม่ต้องใช้สาขาหรือใช้สาขาน้อยลง บ่อยครั้งที่สามารถใช้การดำเนินการแบบบิตการย้ายแบบมีเงื่อนไขหรือการคาดการณ์ อื่นๆ แทนการใช้สาขาได้^{[ 2 ] [ 3 ]}อันที่จริง โค้ดที่ไม่มีสาขาเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเข้ารหัสลับเนื่องจากการโจมตีแบบจับเวลา^{[ 4 ]}

เทคนิคอีกอย่างหนึ่งคือช่องหน่วงเวลาการแตกสาขา (branch delay slot ) ในแนวทางนี้ คำสั่งอย่างน้อยหนึ่งคำสั่งที่ตามหลังการแตกสาขาจะถูกประมวลผลเสมอ โดยมีข้อยกเว้นบางประการ เช่น คำสั่งแตกสาขาที่น่าจะเป็นไปได้/ไม่น่าจะเป็นไปได้ ของสถาปัตยกรรม MIPS แบบดั้งเดิม ดังนั้น คอมพิวเตอร์จึงสามารถใช้คำสั่งนี้เพื่อทำงานที่เป็นประโยชน์ได้ ไม่ว่าไปป์ไลน์จะหยุดชะงักหรือไม่ก็ตาม แนวทางนี้เคยได้รับความนิยมใน คอมพิวเตอร์ RISC ในอดีต แต่ในตระกูล CPU ที่เข้ากันได้ มันทำให้ CPU แบบมัลติไซเคิล (ที่ไม่มีไปป์ไลน์) CPU ที่เร็วกว่าที่มีไปป์ไลน์ยาวกว่าที่คาดไว้ และ CPU แบบซูเปอร์สเกลาร์ (ซึ่งสามารถประมวลผลคำสั่งนอกลำดับได้) ซับซ้อนขึ้น

• ช่องหน่วงเวลาสาขา
• การทำนายสาขา
• ตารางสาขา
• เงื่อนไข (การเขียนโปรแกรม)
• สาขาทางอ้อม
• ซับรูทีน
• รหัสสปาเก็ตตี้
• แทรมโพลีน (คอมพิวเตอร์)

• เอกสารประกอบการใช้งาน IA-32 และ x86-64 ฟรีจาก Intel
• คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ PDP-11
• ชุดคำสั่ง ARM