Arvuti torustik
Intel tutvustas esmakordselt arvutikonveierit 486 kiibis. Torujuhtme tööviis on analoogne tööstusliku koosteliiniga. Protsessori sees moodustab rida selgete funktsioonidega vooluringiüksusi käskude töötlemise torujuhtme; x86 käsk jagatakse viieks või kuueks etapiks, mida need üksused seejärel järjestikku täidavad. See võimaldab täita käsku ühe protsessori taktitsükli jooksul, suurendades seeläbi protsessori töötlemiskiirust. Klassikalises Pentiumi protsessoris koosneb iga täisarvu konveier neljast etapist -käskude eellaadimine, dekodeerimine, käivitamine ja -tagasikirjutamine-, samas kui ujukoma-konveier koosneb kaheksast etapist.
Pipelining on mikroprotsessorites (CPU-des) laialdaselt kasutatav võtmetehnoloogia. See kirjeldab meetodit, mille abil protsessoris käske täidetakse; torujuhtmestiku mõistmiseks tuleb kõigepealt mõista juhiseid ja nende täitmise protsessi.
Arvuti juhised
Arvuti käsk on konkreetne binaarandmete kogum, mis ütleb protsessorile, mida teha. Kui protsessorit võrreldakse tootmisettevõttega, on juhend sarnane kliendi tellimusega; see käivitab protsessori "tehases" rea toiminguid, andes lõpptulemusena arvutusliku tulemuse-lõpptoote. Kuidas see tegelikult toimib? Esiteks peab olema osakond, mis võtab vastu tellimusi-CPU juhiste toomise üksus; teiseks peab olema töökoda, et täita-CPU käsutäitmisüksuse tellimusi. Tehases jagatakse eseme tootmine mitmeks tootmisetapiks; samamoodi teisendatakse käsk CPU-s vastavateks mikro{6}}operatsioonideks. Nende mikro-operatsioonide järjestikune täitmine moodustab kogu käsu täitmise.
Juhendi täitmine
Madalama hinnaga{0}}protsessorites on käskude täitmine jada; Lihtsamalt öeldes lõpetatakse üks juhend enne järgmise algust. See on nagu eelmainitud tehas oma algusaegadel, mis koosneb vaid väikesest töökojast ja üksi töötavast füüsilisest isikust ettevõtjast: tellimuse saades oleks ta esimese tellimuse täitmisega täielikult hõivatud ega saaks teist vastu võtta. Tellimuste vastuvõtmise ja täitmise-või juhiste toomise ja täitmise-tsükkel on seega jadaprotsess. Hiljem avastas boss, et tellimuste vastuvõtmine ei nõua palju aega. Abilise abiga said need kaks iseseisvalt töötada; see võimaldas ülemusel vastu võtta uus tellimus, viimistledes samal ajal eelmise tellimuse tooteid. Protsessori arhitektuuri osas vastab see käsu-tootmisüksuse eraldamisele käsu-käsu täitmisüksusest. Järelikult saab protsessor praeguse käsu täitmisel paralleelselt tõmmata järgmise käsu. See kujutas endast kvalitatiivset hüpet CPU tehnoloogias, nihutades toimingud jadatöötluselt paralleelsele töötlemisele ja luues käsukonveieri prototüübi.
Kui protsessor on ülalnimetatud sammu lõpetanud, seisneb ülejäänud väljakutse paralleeltöötluse võimekuse suurendamises. Tehase koosteliinidelt inspiratsiooni ammutades jagasid CPU disainerid ühe käsu täitmise mitmeks erinevaks etapiks-ehk "mikro-käskudeks"-, vähendades sellega oluliselt juhiste keerukust, lihtsustades loogilist disaini ja suurendades kiirust. Konveieritehnoloogiat kasutavates protsessorites siseneb järgmine käsk kohe, kui üks käsk oma esimese "etapi" lõpetab, konveierisse, et alustada täitmist. On selge, et see konveieri meetod nõuab mitut täitmisüksust -funktsioon, mis on rakendatud x86 kiibil.
