流水線介紹說明

                                                                                                                                                     流水線（xiàn）介（jiè）紹說明

借鑒了工業流水線製造（zào）的思想，現（xiàn）代CPU也采用了流水線（xiàn）設計。在工（gōng）業製（zhì）造中（zhōng）采用（yòng）流水線可以提高單位時間的生（shēng）產量；同樣在CPU中采用流（liú）水（shuǐ）線設計也（yě）有助於提高CPU的頻率。

流水線設計

配為例來解釋流水（shuǐ）線的工作方式。假設裝配一輛汽車需要4個步驟：1.衝壓：製作車身外殼和底盤等部（bù）件，2.焊接：將衝壓成形後的各部件焊接成車身，3.塗裝：將車身（shēn）等主（zhǔ）要（yào）部件清洗、化學處理、打磨、噴漆和烘幹（gàn），4.總裝：將各部（bù）件（包括發動（dòng）機和向外采購（gòu）的（de）零部件）組裝成車（chē）；同時對應地需要衝壓、焊接、塗裝和總裝四（sì）個（gè）工人（rén）。采用流水（shuǐ）線的製（zhì）造方式，同一時刻四輛汽車（chē）在裝配。如果不采（cǎi）用流水線，那麽第（dì）一輛汽車依次經過上述四個步驟裝配完成之後，下一輛（liàng）汽車才開（kāi）始（shǐ）進行裝配，非常早期的工業製造就是采用的這種原始的方（fāng）式。未采用（yòng）流水線的原始製造方式，同一時刻（kè）隻有一輛汽（qì）車在裝配。

不久之後就發現，某（mǒu）個（gè）時（shí）段中一輛汽車在進行裝配時，其它（tā）三個工人處於閑置狀態，顯然這是對資源的極大浪費！於是開始思考（kǎo）能有效利用資源的方法：在第一輛汽車經過衝壓進入焊接

工序（xù）的時（shí）候，立刻開始進（jìn）行（háng）第二輛汽（qì）車的衝壓，而不是等到第一輛汽車經（jīng）過全部四個工序後（hòu）才開始。之後的每一輛汽車都是在前一輛衝壓完畢後立刻進入（rù）衝壓工序，這樣在後續生產中就能夠保證四（sì）個工人一直處於運（yùn）行狀（zhuàng）態，不會造成人員（yuán）的閑置。這樣（yàng）的生產方式就好似流水川流不息（xī），因此被稱為流水線。

CPU的工作也可以大致分為指令的獲取、解（jiě）碼、運算和結果的寫入四個步驟，采用流水線設計之後，指令（好比待裝配的汽車）就可以連續不斷地進行處理。在同一個較長的時間段內，顯然擁有流水線設計的CPU能夠處理更多的指令（lìng）

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