cpu流水线感悟,简要说明cpu流水线的优点与缺点

cpu性能指标流水线技术、超标量

Intel在486芯片中引入了革命性的概念——流水线（pipeline）技术。这一技术的工作原理类似于工业生产线，将CPU中的指令处理过程分解为一系列独立的步骤，由5到6个功能各异的电路单元依次执行。通过这种方式，每个CPU时钟周期可以处理一条完整的指令，从而显著提升了运算速度和性能。

将流水线设计的步（级）数越多，其完成一条指令的速度越快，因此才能适应工作主频更高的CPU。超标量是指在一个时钟周期内CPU可以执行一条以上的指令。这在486或者以前的CPU上是很难想象的，只有Pentium级以上CPU才具有这种超标量结构；这是因为现代的CPU越来越多的采用了RISC技术，所以才会超标量的CPU。

除了速度以外，L2高速缓存容量也会 影响CPU的性能，原则是越大越好，现在家庭用CPU容量最大的是512KB，而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达 1MB-3MB。 //本文引用自 ？流水线技术、超标量。流水线（pipeline）是 Intel首次在486芯片中开始使用的。

超标量（superscalar）CPU架构是指在一颗处理器内核中实行了指令级并行的一类并行运算。这种技术能够在相同的CPU主频下实现更高的CPU吞吐率（throughput）。CPU的工作电压（Supply Voltage），即CPU正常工作所需的电压。任何电器在工作的时候都需要电，自然也有对应额定电压，CPU也不例外。

请问一下·CPU中的流水线是怎么回事啊?他对CPU的主频和整机性能有什么影...

1、CPU工作时，指令并不是孤立的，许多指令需要按一定顺序才能完成任务，一旦某个指令在运算过程中发生了错误，就可能导致整条流水线停顿下来，等待修正指令的修正，流水线越长级数越多，出错的几率自然也变得更大，旦出错影响也越大。

2、第一：主频，也就是CPU的时钟频率，简单地说也就是CPU的工作频率。一般说来，一个时钟周期完成的指令数是固定的，所以主频越高，CPU的速度也就越快了。不过由于各种CPU的内部结构也不尽相同，所以并不能完全用主频来概括CPU的性能。至于外频就是系统总线的工作频率；而倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。

3、主频：主频是CPU的时钟频率，也就是它的工作频率，目前市场上的CPU频率在2-4GHz左右，部分CPU例如Intel的core i7不光有固定频率，还可以超频。很显然，相同配置下频率越高，性能越高。架构：这个大家可能不注意，但是架构的更新对于CPU来说将会是进化的一场革命，性能会带来质的飞跃。

4、由于主频并不直接代表运算速度，所以在一定情况下，很可能会出现主频较高的cpu实际运算速度较低的现象。因此主频仅仅是cpu性能表现的一个方面，而不代表cpu的整体性能。由此可见，cpu频率既不是越高越好，也不是越低越好，而是要根据具体情况而定。其实cpu频率并不是越高就越好。

5、一般来说英特尔的架构要比AMD的好，能耗低，性能高，价格也稍微高点 英特尔的CPU目前分为酷睿，奔腾，赛扬，主要区别在缓存上和前端总线程上，酷睿的最高，奔腾是酷睿的一半，赛扬是奔腾的一半。分辨架构的方法就是看编号。

CPU的整数流水线长短能说明什么?

1、将流水线设计的步（级）越长，其完成一条指令的速度越快，因此才能适应工作主频更高的CPU。但是流水线过长也带来了一定副作用，很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象，Intel的奔腾4就出现了这种情况，虽然它的主频可以高达4G以上，但其运算性能却远远比不上AMD 2G的速龙甚至奔腾III。

2、流水线的长度越长，每个工序就越简单，频率就可以提得更高，这就是Intel的CPU的设计思路，因此Intel的cpu频率高，流水线长。但是由于cpu又很多跳转指令，中间老有跳转指令的话，流水线不容易填满，这样就影响效率。因此Intel的cpu不如AMD的效率高。这就是为什么AMD的主频低实际效能却与Intel高主频的相当。

3、由于CPU的流水线长度很大程度上决定了CPU所能达到的最高频率，所以英特尔为了提高CPU的频率，而设计了超长的流水线设计。

4、那么CPU管线的长短有什么不同呢？——其关键在于管线长度并不是简单的重复，可以说它把原来的每一级的工作细化，从而让每一级的工作更 加简单，因此在“10级”模式下完成每一级工作的时间要明显的快于“5级”模式。

5、CPU的速度和CPU流水线级数就是这样的，虽然说一定范围内，流水线级数越大，CPU的主频就会提高，这样就会让CPU处理完一条指令的时间大大缩短，但是如果流水线级数过长，就会在处理过程中出现更多的错误，这样对于CPU执行指令是有很大的阻碍的，贵浪费很多时间。

6、流水线设计可最大限度地利用了 CPU资源，使每个部件在每个时钟周期都在工作，从而提高了CPU的运算频率。工业生产中采用增设工人的方法加长流水线作业可有效提高单位时间的生产量，而CPU采用级数更多的流水线设计可使它在同一时间段内处理更多的指令，有效提高其运行频率。