Aprendiendo de las ideas de la fabricación en línea de montaje industrial, las CPU modernas también adoptan el diseño de línea de montaje. El uso de líneas de ensamblaje en la fabricación industrial puede aumentar el volumen de producción por unidad de tiempo. De manera similar, el uso de líneas de ensamblaje en CPU también puede ayudar a aumentar la frecuencia de la CPU. Primero tomemos el ensamblaje de automóviles como ejemplo para explicar cómo funciona la línea de ensamblaje. Supongamos que ensamblar un automóvil requiere 4 pasos: 1. Estampado: fabricar la carrocería, el chasis y otros componentes, 2. Soldar: soldar las piezas estampadas en la carrocería, 3. Pintura: limpieza, procesamiento químico, pulido, pintura y secado. 4. Ensamblaje final: Para ensamblar cada componente (incluido el motor y las piezas compradas) en un automóvil al mismo tiempo, se requieren cuatro trabajadores: estampado, soldadura, pintura y ensamblaje final; Utilizando el método de fabricación en línea de montaje, se ensamblan cuatro automóviles al mismo tiempo. Si no se utiliza la línea de montaje, el montaje del siguiente automóvil no comenzará hasta que el primero haya sido ensamblado siguiendo los cuatro pasos anteriores en secuencia. Este método primitivo se adoptó en las primeras etapas de fabricación industrial. No se utiliza el método de fabricación original de la línea de montaje y solo se ensambla un automóvil a la vez.
Poco después, se descubrió que cuando se estaba ensamblando un automóvil durante un período determinado, los otros tres trabajadores estaban inactivos. ¡Obviamente esto era un gran desperdicio de recursos! Entonces comencé a pensar en formas de utilizar los recursos de manera eficiente: cuando el primer automóvil pasa por el estampado y entra en el proceso de soldadura, el estampado en el segundo automóvil comienza inmediatamente, en lugar de esperar hasta que el primer automóvil pase por los cuatro procesos. Cada automóvil subsiguiente ingresa al proceso de estampado inmediatamente después de que se estampa el anterior. Esto garantiza que los cuatro trabajadores estén siempre en funcionamiento durante la producción posterior y no causarán personal inactivo. Este método de producción es como un flujo continuo de agua, por eso se llama línea de montaje.
El trabajo de la CPU también se puede dividir aproximadamente en cuatro pasos: adquisición de instrucciones, decodificación, operación y escritura de resultados. Después de usar el diseño de la tubería, se pueden procesar instrucciones (como un automóvil que se ensamblará). tratar continuamente. Está claro que una CPU con un diseño canalizado puede procesar más instrucciones durante el mismo período de tiempo más largo.