流水線(pipeline)是 Intel首次在486晶片中開始使用的。流水線的工作方式就象工業生產上的裝配流水線。在CPU中由5~6個不同功能的電路單元組成一條指令處理流水線，然後將一條X86指令分成5~6步後再由這些電路單元分別執行，這樣就能實現在一個CPU時鐘週期完成一條指令，因此提高了CPU的運算速度。超流水線是指某型 CPU內部的流水線超過通常的5~6步以上，例如Pentium pro的流水線就長達14步。將流水線設計的步(級)數越多，其完成一條指令的速度越快，因此才能適應工作主頻更高的CPU。
如今Intel每次釋出新處理器產品的時候，我們都有必要對處理器流水線的問題加以說明，以解釋為什麼3GHz的P4會在效能上和2GHz的Athlon差不多。Prescott的流水線管長度比Northwood長了近55%，這讓我們老調重彈。
處理器的流水線好比汽車生產車間裡的裝配線。但CPU的流水線並不是物理意義上的，資料也並不是從一端進入，另一端輸出。實際上它是一個指令處理的步驟集合，每一條指令必須經過相同的步驟，我們把它們稱為級數。流水線的級數給指令指明方向，告訴它們下面是進行加操作，還是儲存資料，並且給出地址。
最基本的CPU流水線分成5級，如果將每一步細化便可以擴充套件到10級。流水線必須實現相同的目標：引入指令，輸出結果，但級數的不同會讓效率發生變化。5級流水線每一步花費的工作量要比十級流水線更大。如果其他保持不變，那麼我會選擇5級流水線，因為實現5級資料處理更加容易，如果每一級不能保持全速運算，那CPU的效率會大大下降。
選擇更多流水線的理由是，如果每一級的處理過程更簡單，那處理的速度會加快。最複雜的那一級會是整個運算中最慢的一環，它將決定整體的執行速度。
如果我們假設5級流水線的每一級都要花費1ns來完成，每一級運算的週期為一個時鐘頻率，那麼我們得到了1GHz的處理速度。當我們增加線管級數時，這時很難保證每一級都全速執行，我們必須透過縮短每一級運算的週期來進行彌補。慶幸的是，由於每個時鐘頻率的工作量減少了，我們能有效縮短週期，在後者的設計中，時鐘週期可以縮短到0.5ns。
十級流水線實現了2GHz的執行頻率，它是前者執行頻率的兩倍。如果我們假定每一級流水線都全速工作，那麼它的效能也將是前者的兩倍。但現實是，流水線不可能每刻都處於滿負荷狀態，因此市場上的2GHz CPU不可能有1GHz CPU兩倍的效能。
幾年前，1.4和1.5GHz Pentium 4處理器將流水線有PIII的10級提高到了20級，令人難堪的是，1.5GHz Pentium 4在效能上不能完勝1 GHz Pentium III，有些應用中甚至不如後者。直到今天，你依然不能簡單的認為Pentium 4 2.4C的效能會超出PentiumIII 1GHz兩倍之多，我們前面的論述已經給出的一定的解釋。
0.13微米制程的Northwood核心的最高頻率是3.6 - 3.8GHz。當轉入90nm製造工藝後，Prescott的功耗將降低，同時核心頻率也會更高，但這一切只是Intel的一廂情願。當Intel轉向90nm製程時，他們將Prescott的微架構也進行了改動，將它的整數流水線增加到了31級。考慮到最初的流水線解碼級數，這樣整個流水線管長度甚至會超出31級。
增加流水線線管的直接好處是：提升執行頻率。在一年前的IDF論壇上，Intel曾指出Prescott的頻率可以上到4GHz-5GHz，如今Prescott越來越長流水線管正給出了最好的註解。
線管長度的增加向Intel提出了挑戰，Prescott在每個時鐘頻率上的執行效率肯定會比Northwood慢。要指出的是，一直到Pentium 4的頻率提升至2.4GHz，Intel才在效能上趕上了流水線管更短的Athlon XP。現在Intel又一次面對壓力，如果3.4GHz Prescott效能趕不上2.4GHz Northwood，Pentium 4的招牌會再一次黯然失色。
下面介紹的幾項技術改進讓Prescott在效能上至少不輸於同頻Northwood，如果不是這樣，Prescott恐怕會提前為Pentium 4劃上句號。
增加Prescott的流水線長度並不是一個容易下的決定，但是Intel的工程師覺得值得這麼做。GPU的設計目前主要用硬體編譯語言完成，而CPU幾乎要靠手工設計。這解釋了為什麼區區幾十級線管的P4能執行在GHz級別，而Radeon 9800 Pro只能執行在幾百MHZ。如果花六個月週期象設計GPU那樣來設計CPU，這幾乎是不可能完成的任務。
流水線(pipeline)是 Intel首次在486晶片中開始使用的。流水線的工作方式就象工業生產上的裝配流水線。在CPU中由5~6個不同功能的電路單元組成一條指令處理流水線，然後將一條X86指令分成5~6步後再由這些電路單元分別執行，這樣就能實現在一個CPU時鐘週期完成一條指令，因此提高了CPU的運算速度。超流水線是指某型 CPU內部的流水線超過通常的5~6步以上，例如Pentium pro的流水線就長達14步。將流水線設計的步(級)數越多，其完成一條指令的速度越快，因此才能適應工作主頻更高的CPU。
如今Intel每次釋出新處理器產品的時候，我們都有必要對處理器流水線的問題加以說明，以解釋為什麼3GHz的P4會在效能上和2GHz的Athlon差不多。Prescott的流水線管長度比Northwood長了近55%，這讓我們老調重彈。
處理器的流水線好比汽車生產車間裡的裝配線。但CPU的流水線並不是物理意義上的，資料也並不是從一端進入，另一端輸出。實際上它是一個指令處理的步驟集合，每一條指令必須經過相同的步驟，我們把它們稱為級數。流水線的級數給指令指明方向，告訴它們下面是進行加操作，還是儲存資料，並且給出地址。
最基本的CPU流水線分成5級，如果將每一步細化便可以擴充套件到10級。流水線必須實現相同的目標：引入指令，輸出結果，但級數的不同會讓效率發生變化。5級流水線每一步花費的工作量要比十級流水線更大。如果其他保持不變，那麼我會選擇5級流水線，因為實現5級資料處理更加容易，如果每一級不能保持全速運算，那CPU的效率會大大下降。
選擇更多流水線的理由是，如果每一級的處理過程更簡單，那處理的速度會加快。最複雜的那一級會是整個運算中最慢的一環，它將決定整體的執行速度。
如果我們假設5級流水線的每一級都要花費1ns來完成，每一級運算的週期為一個時鐘頻率，那麼我們得到了1GHz的處理速度。當我們增加線管級數時，這時很難保證每一級都全速執行，我們必須透過縮短每一級運算的週期來進行彌補。慶幸的是，由於每個時鐘頻率的工作量減少了，我們能有效縮短週期，在後者的設計中，時鐘週期可以縮短到0.5ns。
十級流水線實現了2GHz的執行頻率，它是前者執行頻率的兩倍。如果我們假定每一級流水線都全速工作，那麼它的效能也將是前者的兩倍。但現實是，流水線不可能每刻都處於滿負荷狀態，因此市場上的2GHz CPU不可能有1GHz CPU兩倍的效能。
幾年前，1.4和1.5GHz Pentium 4處理器將流水線有PIII的10級提高到了20級，令人難堪的是，1.5GHz Pentium 4在效能上不能完勝1 GHz Pentium III，有些應用中甚至不如後者。直到今天，你依然不能簡單的認為Pentium 4 2.4C的效能會超出PentiumIII 1GHz兩倍之多，我們前面的論述已經給出的一定的解釋。
0.13微米制程的Northwood核心的最高頻率是3.6 - 3.8GHz。當轉入90nm製造工藝後，Prescott的功耗將降低，同時核心頻率也會更高，但這一切只是Intel的一廂情願。當Intel轉向90nm製程時，他們將Prescott的微架構也進行了改動，將它的整數流水線增加到了31級。考慮到最初的流水線解碼級數，這樣整個流水線管長度甚至會超出31級。
增加流水線線管的直接好處是：提升執行頻率。在一年前的IDF論壇上，Intel曾指出Prescott的頻率可以上到4GHz-5GHz，如今Prescott越來越長流水線管正給出了最好的註解。
線管長度的增加向Intel提出了挑戰，Prescott在每個時鐘頻率上的執行效率肯定會比Northwood慢。要指出的是，一直到Pentium 4的頻率提升至2.4GHz，Intel才在效能上趕上了流水線管更短的Athlon XP。現在Intel又一次面對壓力，如果3.4GHz Prescott效能趕不上2.4GHz Northwood，Pentium 4的招牌會再一次黯然失色。
下面介紹的幾項技術改進讓Prescott在效能上至少不輸於同頻Northwood，如果不是這樣，Prescott恐怕會提前為Pentium 4劃上句號。
增加Prescott的流水線長度並不是一個容易下的決定，但是Intel的工程師覺得值得這麼做。GPU的設計目前主要用硬體編譯語言完成，而CPU幾乎要靠手工設計。這解釋了為什麼區區幾十級線管的P4能執行在GHz級別，而Radeon 9800 Pro只能執行在幾百MHZ。如果花六個月週期象設計GPU那樣來設計CPU，這幾乎是不可能完成的任務。