流水线的通用原理

在流水线化的系统中，待执行的任务被划分成了若干个独立de 阶段

以《深入理解计算机系统》一书上的图做说明，而不是我们常见的五段流水线，我想能更好的说明一些问题。

首先：将系统执行的计算分成三个部分A B C，每个阶段需要100ms然后在各个阶段之间放上流水线寄存器，这样每条指令都会按照三步经过这个系统，从头到尾需要三个完整的时间周期。在稳定状态下，三个阶段都应该是活动的，每个时钟周期，一条指令离开系统，一条新的进入，从时刻240~360可以看出这一点，此时，I1在C阶段，I2在B阶段，I3在A阶段。

重要观点：每一步都有流水线寄存器，故流水线机制需要增加硬件。

观察流水线上的时钟信号，流水线阶段之间的指令转移是由时钟信号来控制的，每隔120ms，信号从0上升至1，开始下一组流水线阶段的计算。

在时刻240时钟上升之前，指令I1和指令I2已经完成了B，A，在时钟上升后，这些指令开始传送到阶段C和B，而指令I3开始经过阶段A，就在时钟再次在360上升之前，这些指令的结果就会传到流水线寄存器的输入。

总结：由此可以看出时钟对于计算机系统的重要性，指令流随着之中周而复始的上升和下降，不同的指令就会通过流水线的各个阶段，不会相互干扰。