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　　CPU流水線

　cpu流水線技術(shù)是一種將指令分解為多步，并讓不同指令的各步操作重疊，從而實現(xiàn)幾條指令并行處理，以加速程序運行過程的技術(shù)。指令的每步有各自獨立的電路來處理，每完成一步，就進(jìn)到下一步，而前一步則處理后續(xù)指令。　　采用流水線技術(shù)后，并沒有加速單條指令的執(zhí)行，每條指令的操作步驟一個也不能少，只是多條指令的不同操作步驟同時執(zhí)行，因而從總體上看加快了指令流速度，縮短了程序執(zhí)行時間。　　為了進(jìn)一步滿足普通流水線設(shè)計所不能適應(yīng)的更高時鐘頻率的要求，高檔位處理器中的流水線的深度(級數(shù))在逐代增多。當(dāng)流水線深度在5~6級以上時，通常稱為超流水線結(jié)構(gòu)(Super Pipeline)。顯然，流水線級數(shù)越多，每級所花的時間越短，時鐘周期就可以設(shè)計的越短，指令速度越快，指令平均執(zhí)行時間也就越短。　　流水線技術(shù)是通過增加計算機(jī)硬件來實現(xiàn)的。它要求各功能段能互相獨立地工作，這就要增加硬件，相應(yīng)地也加大了控制的復(fù)雜性。如果沒有互相獨立的操作部件，很可能會發(fā)生各種沖突。例如要能預(yù)取指令，就需增加指令的硬件電路，并把取來的指令存放到指令隊列緩沖器中，使微處理器能同時進(jìn)行取指令和分析、執(zhí)行指令的操作。　

? ? ? CPU流水線的定義

? ? ? ?CPU的一個任務(wù)，或者說指令，被分為很多個步驟完成，就跟生產(chǎn)線上裝配汽車，分成若干個零件依次安裝。而CPU的主頻相當(dāng)于流水線工作的統(tǒng)一節(jié)奏。你可以想象成主頻就是干活時候喊的號子，大家都跟著號子一步一步的干活。

　　 Intel：流水線較少，但是每條流水線的長度很長。可以想象成，Intel有較少的生產(chǎn)線，而每個生產(chǎn)線上把 裝配一輛汽車分成了較多的步驟，所以生產(chǎn)線很長。這樣的有點是，生產(chǎn)線上的每個步驟需要完成的任務(wù)相對較少，這樣，工作的節(jié)奏很容易加快，也就是號子喊的可以快一些，所以Intel的P4主頻提高非常迅速。這種 架構(gòu)的缺點是，因為流水線太長，如果中間有一步發(fā)生錯誤，只有到最后一個工序才能發(fā)現(xiàn)。雖然這種錯誤幾率很小很小，但是不可避免，而且會被非常高的主頻放大無數(shù)倍，帶來的影響就是工作效率并沒有隨著節(jié)奏的 加快而明顯提升，也就是Intel“高頻低能”的原因之一。Intel的Pentium M系列就沒有采用這種架構(gòu)模式，而是采用類似AMD的短管線多管線模式。

　　AMD：擁有較多的流水線，就是說，生產(chǎn)線較多，但是每條生產(chǎn)線的長度較短。帶來的影響是，在短生產(chǎn)線上裝備一輛汽車的話，每個工序需要干的活比較多，所以大家工作的節(jié)奏就不能太快。所以AMD的主頻提高非常困難。可是AMD較多的流水線同樣保證了指令執(zhí)行數(shù)量，也就是裝配汽車的數(shù)量，效率較高。短的流水線受工序錯誤的影響也很低，因為流水線短，發(fā)現(xiàn)錯誤會更及時。主頻低，錯誤率被放大的也小。

　　一些數(shù)據(jù)：

　　Intel：五條流水線，每個流水線20步(二十個工序)，prescott更是達(dá)到了每條流水線30步。

　　AMD：K7 九條流水線，每條流水線11步。K8的情況還不知道，但是肯定是短流水線架構(gòu)。

　　其實Intel和AMD只是走了兩條不同的提高CPU性能的路而已。我的高主頻模式也能解決問題，你的低主頻模式也能解決問題罷了。如果不是Intel以往的主頻代表性能宣傳過分了，大家也不會說他高頻低能，只是看你喜歡那種模式的解決方案罷了

　　流水線就像工廠的生產(chǎn)線，流水線是在一定的線路上連續(xù)輸送貨物搬運機(jī)械，又稱輸送線或者輸送機(jī)。按照輸送系列產(chǎn)品大體可以分為：皮帶流水線、板鏈線、倍數(shù)鏈線、插件線、網(wǎng)帶線、懸掛線及滾筒流水線這七類流水線。一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。流水線輸送能力大，運距長，還可在輸送過程中同時完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛。