从4004到core i7：处理器的进化史（3）-4-第一次加速

　　前面有位童鞋表示对POWER很感兴趣，在这里现在不讲，只贴一张7的die photo，上面已经透露了很多有用的信息了~

　　45nm
　　1,200,000 transistors
　　8 core-32 thread
　　32MB L3$
　　32 slot max

　　呼~终于忙得差不多鸟~

　　在这个帖子中，我们会看到处理器设计中的第一次重大飞跃：流水线(pipeline)

　　为了理解什么是流水线，我们先来看一看一条汽车装配线上的情况：

　　假设一辆汽车从无到有需要以下4个步骤：

　　焊接车身
　　底盘与车身结合
　　装入发动机
　　装上轮子

　　我们再假设发动机、车身的钢板、轮子等等零件都是事先准备好的，它们的存储量是充足的。

　　假设我们有一台机床，上面有各种机械手，那么我们会怎么造汽车呢?

　　焊接车身-》底盘与车身结合-》装入发动机-》装上轮子

　　假设上面每一个环节需要1分钟，那么我们的生产速度是0.25辆/分钟。

　　当然我们不会这么做，因为福特早就替我们想好了更高效的解决方案：

　　准备4台机床，每台机床都仅仅具备一个环节的工具即可。每台车在完成一个环节的组装后就立即流向下一个环节。

　　这样我们可以保证4台机床每一台都不会空闲，并且得到了相当可观的生产速度提升：1辆/分钟。

　　我们终于有了第一个加速算法：

　　将整体工作分成N个环节。当这N个环节互相独立的时候，最多可以获得N倍的性能提升。

　　对于CPU来说，这就相当于主频提升了N 倍!

　　你可能时常听到所谓的超流水线，就是环节特别多的流水线。

　　现在你可能可以理解这些流水线被设计出来的初衷了：把任务分割的越细(流水线越深)，主频理论上来说就越高。当然，我们会在后面看到，过深过细的流水线反而会损害性能。比如说，intel的netburst。

　　但是，当这N个环节互相之间产生相互依赖的时候该怎么办呢?

　　看看以下的伪代码：

　　...
　　mov reg1,0
　　nop(= no operation)
　　...
　　nop
　　mov reg1,1
　　mov reg2,reg1
　　nop
　　nop
　　...

　　再回忆一下我们前面说过的指令执行的环节：

　　IF->ID->OC->EX->WB