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流水線滾筒的流水線技術(shù)

在流水線滾筒低檔的CPU中，指令的執(zhí)行是串行的，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是執(zhí)行完了一條指令后、再執(zhí)行下一條指令，好比我們上面提到的那個(gè)加工廠在創(chuàng)業(yè)之初，只有一間小車(chē)間及孤軍奮戰(zhàn)的老板，那么，當(dāng)他接到一張訂單之后，他必然忙于完成第1張訂單，而沒(méi)有能力去接第2張訂單。

這樣接訂單→完成訂單→接訂單→……取指令→執(zhí)行指令→取指令→……是一個(gè)串行的過(guò)程。后來(lái)，流水線滾筒老板發(fā)現(xiàn)接受訂單不費(fèi)太多時(shí)間，而且他還有了一個(gè)幫工，他們可以相互獨(dú)立地工作，這樣，老板就在完成上張訂單產(chǎn)品的同時(shí)，接受下一張訂單的訂貨。

這表現(xiàn)在流水線滾筒CPU上就是取指令機(jī)構(gòu)與執(zhí)行指令機(jī)構(gòu)的分開(kāi)，這樣從CPU整體來(lái)看，CPU在執(zhí)行上條指令的同時(shí)，又在并行地取下條指令。這在CPU技術(shù)上是一個(gè)質(zhì)的飛躍，它使得CPU從串行工作變?yōu)椴⑿泄ぷ鳎瑥亩哂辛肆魉€的雛型。

流水線滾筒CPU在完成了上面這一步之后，剩下的就是如何提高并行處理能力的問(wèn)題了，CPU的設(shè)計(jì)者們從加工廠的裝配線得到啟發(fā)，將一條指令的執(zhí)行分解成了許多各不相同的多個(gè)工序_微指令，從而極大地簡(jiǎn)化了指令的復(fù)雜度，簡(jiǎn)化了邏輯設(shè)計(jì)，提高了速度。

在具有流水線技術(shù)的CPU中，上條指令剛執(zhí)行完第一道“工序”，馬上第二條指令就加入了流水線中，開(kāi)始執(zhí)行。很明顯，這種流水線技術(shù)要求有多個(gè)執(zhí)行單元，這在X86芯片中均得到了實(shí)現(xiàn)。

通過(guò)流水線滾筒上面的介紹，我們已經(jīng)了解到什么是流水線技術(shù)，這雖不是一種創(chuàng)新，但在技術(shù)的實(shí)現(xiàn)上則是一大難關(guān)，是CPU設(shè)計(jì)者對(duì)計(jì)算機(jī)發(fā)展的一大貢獻(xiàn)。