總覽
1、什麼是流水線？流水線有什麼好處。
流水線和串行處理
顧名思義，就是將數據以流水的方式運行起來。以三條指令爲例。由下圖可見，總執行時間，減少4t，相當於一半。尤其指令越多，流水線處理越好，但一般不超過八段，超過八段以上就屬於超長流水線，因爲每條指令中各段執行時間不一致，就會導致更受瓶頸的影響，短板效應。
流水線和並行處理
由上圖可以見到，流水線就是利用資源，將數據進行並行處理。所以可以肯定的是，能夠進行流水線的處理肯定能夠進行並行處理。那麼至於什麼時候採取並行化，什麼時候採取流水線。
以我的理解，並行化處理一般發生在指令互不相關的時候，而流水線處理，主要是爲了縮短關鍵路徑的時間，通過對某條指令的流水處理，也就是添加寄存器從而縮短其關鍵路徑。還有就是下條指令的結果和上條指令相關時，只有上條指令完成才進行下條指令時，可以有效採取流水線處理。在此，主要討論流水處理。
流水線的瓶頸和性能指標。
瓶頸：
一、各流水線處理時間需要小於一個時鐘週期。電路肯定存在電路延遲和時鐘偏移等，每條指令都需要一個鎖存器鎖存，所以此時如果各條指令的執行時間較短也就是時鐘較快，如果一個時鐘週期無法完成數據處理工作，流水線也就無法使用。也就是說，流水線的處理只能發生在同步信號，且
二、流水線的時鐘週期不能快於最慢的流水段。也就是說，執行時間最長的流水段將成爲整個流水的瓶頸，此時，慢的流水段等待工作。
性能指標：
吞吐率，，加速比，，效率。
吞吐率：也就是單位時間內，完成的任務數量。
當各指令段時間相等時，P=1/t=n/nt；
但當指令段時間不相等時，比如第二個指令段的時間爲5t，此時該路徑一般也成爲系統的關鍵路徑。因爲在該指令段時，其他指令必須要等待該指令執行完纔可以進行，所以此時P=1/5t；
一般爲解決5t時間內，各流水線的等待問題，一般會想辦法把5t再細分爲5段的1t，這時候整個系統的吞吐率仍然爲1/t，但很多時候，這事用來解決關鍵路徑過長的辦法。因爲加入寄存器後，關鍵路徑就相當於分成五段。
但很多時候，有些指令無法細分，就可以將長週期指令複製5份，每一個分別對應1t的數據，最後，再分別將五份數據對應輸出到下一級流水。很明顯，該思想就是通過並行化的方式來解決時間長的問題，五等分，每份處理一部分。
加速比，就是使用流水線，和不用流水線的時間比。
流水線的效率：就是儘可能的提高吞吐率。有效面積下，吞吐率越高，效率越高。最大爲1。
流水線的最佳段數：P=[1/（t/k+d）]*1/[a+bk]一般不超過八段。a爲流水段的價格，b爲鎖存器的價格，d爲鎖存器的延遲時間。
其他比如結構相關，就是不要搶資源。數據相關就是要等前面有結果了再進行下一步。控制相關就是如果有其他外部指令導致流水線斷流。