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　　CPU流水線(xiàn)

　cpu流水線(xiàn)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(shí)現(xiàn)幾條指令并行處理，以加速程序運(yùn)行過(guò)程的技術(shù)。指令的每步有各自獨(dú)立的電路來(lái)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?！　〔捎昧魉€(xiàn)技術(shù)后，并沒(méi)有加速單條指令的執(zhí)行，每條指令的操作步驟一個(gè)也不能少，只是多條指令的不同操作步驟同時(shí)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(shí)間?！　榱诉M(jìn)一步滿(mǎn)足普通流水線(xiàn)設(shè)計(jì)所不能適應(yīng)的更高時(shí)鐘頻率的要求，高檔位處理器中的流水線(xiàn)的深度(級(jí)數(shù))在逐代增多。當(dāng)流水線(xiàn)深度在5~6級(jí)以上時(shí)，通常稱(chēng)為超流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)(Super Pipeline)。顯然，流水線(xiàn)級(jí)數(shù)越多，每級(jí)所花的時(shí)間越短，時(shí)鐘周期就可以設(shè)計(jì)的越短，指令速度越快，指令平均執(zhí)行時(shí)間也就越短。　　流水線(xiàn)技術(shù)是通過(guò)增加計(jì)算機(jī)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它要求各功能段能互相獨(dú)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(méi)有互相獨(dú)立的操作部件，很可能會(huì)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(lái)的指令存放到指令隊(duì)列緩沖器中，使微處理器能同時(shí)進(jìn)行取指令和分析、執(zhí)行指令的操作?！?/p>

? ? ? CPU流水線(xiàn)的定義

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

　　 Intel：流水線(xiàn)較少，但是每條流水線(xiàn)的長(zhǎng)度很長(zhǎng)?？梢韵胂蟪桑琁ntel有較少的生產(chǎn)線(xiàn)，而每個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)上把 裝配一輛汽車(chē)分成了較多的步驟，所以生產(chǎn)線(xiàn)很長(zhǎng)。這樣的有點(diǎn)是，生產(chǎn)線(xiàn)上的每個(gè)步驟需要完成的任務(wù)相對(duì)較少，這樣，工作的節(jié)奏很容易加快，也就是號(hào)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(diǎn)是，因?yàn)榱魉€(xiàn)太長(zhǎng)，如果中間有一步發(fā)生錯(cuò)誤，只有到最后一個(gè)工序才能發(fā)現(xiàn)。雖然這種錯(cuò)誤幾率很小很小，但是不可避免，而且會(huì)被非常高的主頻放大無(wú)數(shù)倍，帶來(lái)的影響就是工作效率并沒(méi)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(méi)有采用這種架構(gòu)模式，而是采用類(lèi)似AMD的短管線(xiàn)多管線(xiàn)模式。

　　AMD：擁有較多的流水線(xiàn)，就是說(shuō)，生產(chǎn)線(xiàn)較多，但是每條生產(chǎn)線(xiàn)的長(zhǎng)度較短。帶來(lái)的影響是，在短生產(chǎn)線(xiàn)上裝備一輛汽車(chē)的話(huà)，每個(gè)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?？墒茿MD較多的流水線(xiàn)同樣保證了指令執(zhí)行數(shù)量，也就是裝配汽車(chē)的數(shù)量，效率較高。短的流水線(xiàn)受工序錯(cuò)誤的影響也很低，因?yàn)榱魉€(xiàn)短，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤會(huì)更及時(shí)。主頻低，錯(cuò)誤率被放大的也小。

　　一些數(shù)據(jù)：

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

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

　　其實(shí)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(wèn)題，你的低主頻模式也能解決問(wèn)題罷了。如果不是Intel以往的主頻代表性能宣傳過(guò)分了，大家也不會(huì)說(shuō)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(xiàn)就像工廠的生產(chǎn)線(xiàn)，流水線(xiàn)是在一定的線(xiàn)路上連續(xù)輸送貨物搬運(yùn)機(jī)械，又稱(chēng)輸送線(xiàn)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(xiàn)、板鏈線(xiàn)、倍數(shù)鏈線(xiàn)、插件線(xiàn)、網(wǎng)帶線(xiàn)、懸掛線(xiàn)及滾筒流水線(xiàn)這七類(lèi)流水線(xiàn)。一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動(dòng)裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。流水線(xiàn)輸送能力大，運(yùn)距長(zhǎng)，還可在輸送過(guò)程中同時(shí)完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛。