指令流水线
洗衣机例子
我们可以并行处理进一步提高效率。
来看下面这个例子：
绿色的是洗衣机，紫色的是烘干机。
洗一套衣服然后烘干需要的时间是一小时,以此类推烘干完成在洗下一批衣服
我们换个思路和之前一样先把第一批衣服先放进洗衣机，洗完之后放到烘干机中。此时的洗衣机是空闲的，因此我们可以再放一批衣服到洗衣机中，当第一批烘干之后第二批的衣服洗完了也开始烘干了，此时第三批衣服扔到洗衣机中。通过充分利用空闲间隔并行处理可提高效率
处理器也可以按照这样的设计进行处理程序。
CPU能否像洗衣机那样并行处理
CPU执行一条指令也是类似的操作：取址-》解码-》执行，不断重复。此时一条指令需要三个时钟周期才能完成（取址，解码，执行）。
并且这三个步骤用的都是CPU的不同的部分，取址是指令地址寄存器和指令寄存器做的，解码是控制单元做的，执行是ALU做的。 和洗衣机的例子很像，洗衣机和烘干机可以充分利用间隔，CPU也同样可以利用其他部件间隔去执行操作
也即执行一个指令的时候同时去解码下一个指令操作，读取下下一个指令：
经过并行处理优化后的CPU现在一个时钟周期就可以执行一条指令了。而不是之前必须得等取址和解码完成后在进行执行操作：
指令依赖问题-乱序执行
就像洗衣机的烘干机一样，在烘干机之前必须要有洗好的衣服才能进行接下来的烘干操作，当步调不同步时就会发生错误，而且烘干机依赖洗衣机洗出的衣服这个依赖关系很明显；CPU也是一样的，比如当前正在读取某个数据（解码阶段读取内存或者寄存器的值），而此时的执行阶段却在修改这个值（ALU此时正在修改值），也就是说拿到的是旧数据。
因此流水线处理器，要先弄清楚数据依赖性，必要时停止流水线，避免出现问题。
高端的CPU处理器会更近一步，动态排序有依赖关系的指令，最小化流水线的停工时间，这叫做“乱序执行”
有条件跳转指令流-推测执行，分支预测
简单的流水线处理器看到JUMP指令会停一会儿需要等待条件值计算出来判断条件是否满足，在继续执行流水线。
推测执行
因为这部分也有等待，所以高端处理器会使用一些技巧优化：
可以把JUMP看成“岔路口”，高端CPU会猜哪条路的可能性大一些，然后提前把指令放进流水线，这叫“推测执行”。
如果CPU猜对了，由于流水线已经塞满了正确的指令因此可以马上运行；如果猜错了，就要清空流水线。
分支预测
CPU厂商开发了复杂的方法来尽可能减少情况流水线的次数，这叫“分支预测”，现在CPU正确率超过百分之九十。
添加相同电路让一个时钟周期可以处理多个指令
虽然流水线已经避免了某些部件空闲，但是仍有些区域可能还是空闲的，比如从内存取值这个指令的执行过程中alu就会没有事情做。所以一次性处理多条指令会更好****
随着“超标量处理器”的出现使得一个时钟周期可以完成多个指令：
- 一次性处理多条指令（取指令 解码）
无非就是在加几个一模一样的电路:比如两个ALU两个加法运算可以同时运行，不需要等第一个运行完了才运行第二个。这种方式简单粗暴
- 如果利用的是CPU不同的组件，那么可以同时执行
比如内存取指令就可以和ALU计算这两个执行阶段的操作同时运行
我们再优化一下：
在原先的电路中多加几个相同的电路执行**出现频次很高的指令，比如cpu中有四个或者八个完全相同的alu，可同时执行多个运算。如下图：
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