Računalniško cevovodno povezovanje
Računalniško cevovodje je prvi predstavil Intel v čipu 486. Način delovanja cevovoda je podoben industrijskemu tekočemu traku. Znotraj CPE niz enot vezja z različnimi funkcijami tvori cevovod za obdelavo ukazov; navodilo x86 je razdeljeno na pet ali šest korakov, ki jih te enote nato izvedejo zaporedno. To omogoča dokončanje ukaza v enem taktu procesorja, s čimer se poveča hitrost obdelave procesorja. V klasičnem procesorju Pentium je vsak celoštevilski cevovod sestavljen iz štirih stopenj-navodil vnaprejšnjega pridobivanja, dekodiranja, izvajanja in pisanja-nazaj-medtem ko je cevovod s plavajočo-vejico sestavljen iz osmih stopenj.
Cevovod je ključna tehnologija, ki se pogosto uporablja v mikroprocesorjih (CPE). Opisuje metodo, s katero se izvajajo navodila v CPE; da bi razumeli cevovod, je treba najprej razumeti navodila in postopek njihovega izvajanja.
Računalniška navodila
Računalniško navodilo je določen nabor binarnih podatkov, ki pove CPE, kaj naj naredi. Če CPE primerjamo s proizvodnim obratom, je navodilo podobno naročilu stranke; sproži niz dejanj znotraj "tovarne" CPE, ki na koncu prinese računski rezultat-končni izdelek. Kako to pravzaprav deluje? Prvič, obstajati mora oddelek za sprejemanje ukazov-enota za pridobivanje navodil CPE; drugič, obstajati mora delavnica za izpolnjevanje ukazov-enota za izvajanje navodil CPE. V tovarni je proizvodnja artikla razdeljena na več proizvodnih korakov; podobno se navodilo pretvori v niz ustreznih mikro-operacij znotraj CPE. Dokončanje teh mikro-operacij v zaporedju predstavlja izvedbo celotnega ukaza.
Izvedba navodil
V procesorjih nižjega razreda je izvajanje ukazov serijsko; preprosto povedano, eno navodilo je dokončano, preden se začne naslednje. To je kot prej omenjena tovarna v svojih zgodnjih dneh, sestavljena iz samo majhne delavnice in samostojnega podjetnika, ki dela sam: ko bi prejel naročilo, bi bil popolnoma zaposlen z izpolnjevanjem prvega naročila in ne bi mogel sprejeti drugega. Cikel prejemanja in dokončanja naročil-ali pridobivanja in izvajanja navodil-je torej serijski proces. Kasneje je šef ugotovil, da sprejemanje naročil ne zahteva veliko časa. S pomočjo pomočnika sta lahko delala samostojno; to je šefu omogočilo, da je sprejel novo naročilo in hkrati dokončal izdelke za prejšnje. Kar zadeva arhitekturo CPE, to ustreza ločitvi enote-za pridobivanje navodil od enote-izvajanja navodil. Posledično lahko CPE vzporedno pridobi naslednje navodilo, medtem ko izvaja trenutno. To je predstavljalo kvalitativni preskok v tehnologiji CPU, ki je preusmeril operacije iz serijske v vzporedno obdelavo in vzpostavil prototip cevovoda ukazov.
Ko je CPE dokončal zgoraj omenjeni korak, je preostali izziv v izboljšanju zmogljivosti vzporedne obdelave. Oblikovalci CPE, ki so črpali navdih iz tovarniških tekočih linij, so izvedbo posameznega ukaza razdelili na več različnih stopenj-ali "mikro-navodil"-, s čimer so znatno zmanjšali kompleksnost navodil, poenostavili logično zasnovo in povečali hitrost. V procesorjih, ki uporabljajo tehnologijo cevovoda, takoj ko eno navodilo konča svojo prvo "stopnjo", naslednje navodilo takoj vstopi v cevovod, da se začne z izvajanjem. Jasno je, da ta cevovodni pristop zahteva več izvršilnih enot-funkcija, implementirana v x86 čipih.
