流水线的每一个阶段称为流水步、流水步骤、流水段、流水线阶段、流水功能段、功能段、流水级、流水节拍等
在每一个流水段的末尾或开头必须设置一个寄存器,称为流水寄存器、流水锁存器、流水闸门寄存器等流水锁存器会增加每条指令的执行时间,但采用流水线之后整个程序的执行时间会缩短
为了简化,在一般流水线中不画出流水锁存器。
只有连续提供同类任务才能充分发挥流水线的效率
对于指令流水线:要尽量减少因条件分支造成的“断流”
对于操作部件:主要通过编译技术,尽量提供连续的相同类型的操作。
在流水线的每一个流水线段中都要设置一个流水锁存器。
时间开销:流水线的执行时间加长,
是流水线中需要增加的主要硬件之一。
各流水段的时间应尽量相等
流水线处理机的基本时钟周期等于时间最长的流水段的时间长度
流水线需要有“装入时间”和“排空时间”
单功能流水线:只能完成一种固定功能的流水线
Cray-1计算机种有12条
YH-1计算机有18条
Pentium有一条5段的定点和一条8段的浮点流水线
PentiumⅢ有两条定点指令流水线,一条浮点指令流水线。
多功能流水线:流水线的各段通过不同的连接实现不同的功能
Texas公司的ASC计算机中的8段流水线,能够实现:
定点加减法、定点乘法
浮点加法、浮点乘法
逻辑运算、移位操作
数据转换、向量运算等