剑网3跑矿:cpu的流水线和频率有什么关系？为什么流水线越高频率越容易做上去？一千万个晶体管的cpu就不能上2G的频率

cpu的流水线长了，速度容易做上去！不过如果预测失败就导致预读取的数据全部作废，所以执行效率不好！

至于千万个晶体管的cpu是可以做到2G的！可是好像意义不大！~~由于片级系统很复杂，千万个晶体管就实现不了什么功能的！ 而且其实cpu里面的大部分的晶体管是给cache用的，真正cpu内核的晶体管是很少的！

Intel和AMD在桌面CPU市场上的激烈竞争，使双方都千方百计地拿出更强大产品来压制对方，而最引人瞩目的就是CPU的频率之争。随着CPU频率不断地攀升，Intel总是在自己某个核心的处理器到达极限之时采用新的、更长流水线的核心来消除频率的瓶颈。那么流水线和频率之间有什么关系呢？

还是以上面的例子来说明。假如冲压、焊接、涂装和总装四个过程各自需要1个小时，现在我们把这四个工序细化：冲压分为冲压1（外壳）和冲压2（底盘）两个子工序，另外三个工序同样各自分成两个子工序，一共八个子工序。这样一来，完成每个子工序平均只需要半个小时，因此每隔半个小时就有一辆汽车完成装配，下线速度提高了一倍！如果再进一步细化，一分为二，那么完成每个工序平均只需要15分钟，即每隔15分钟就有一辆汽车下线，速度又提高了一倍（单辆汽车的生产时间仍是4个小时，但是两辆汽车的生产间隙更小了）。所以工序分得越细，单位时间内（例如8个小时）生产的汽车就越多。

正是这样，CPU厂商才试图不断加长流水线，以利于频率的提升。长流水线带来的问题

首先，由于现有芯片制造工艺的限制，频率的提升带来高功耗、高发热量的问题。尽管流水线增长，频率提升的空间相应增大，但是处理器频率提升的其它瓶颈却无法解决。而且过长的流水线意味着更加复杂的内部结构，生产的良品率也难以保证。

其次，在CPU的工作中，指令往往不是孤立的，许多指令按一定的顺序执行才能完成一个任务。而一旦某个指令在运算过程中发生了错误，或者执行了没有用的指令，那么其后与之相关的指令就都没有用了。这些指令必须清除掉，然后再执行其它的指令，CPU相当于做了许多无用功！流水线越长，一旦出错影响也就越大，比如一个指令在最后一级出错，那么可能在后续流水线中的所有指令都要被清除，Northwood核心处理器要浪费20级工序的时间，而Prescott核心处理器就要浪费31级工序的时间！

再者，由于任何电导体都会产生延时，流水线越长、级数越多就会导致延迟次数越多，总延时就越大，CPU完成单个任务的时间就会越长。基于以上两个原因，人们才常常说Prescott核心处理器的效率低下，需要用更大的缓存和更先进的技术加以弥补。因此我们可以看到低频率Prescott核心处理器与同频的Northwood核心处理器相比在性能上比没有什么优势，只有在Prescott核心处理器的频率不断提升之后才能抵消长流水线带来的负面影响并发挥出自身的优势。

流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5—6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线，然后将一条X86指令分成5—6步后再由这些电路单元分别执行，这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令，因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水，即指令预取、译码、执行、写回结果，浮点流水又分为八级流水。

你这些问题除了去找Intel和AMD公司的研究人员以外，世界上还很少有人知道！

不知道`