3、效率

　　流水线的效率（Efficiency）是指流水线的设备利用率。在时空图上，流水线的效率定义为n个任务占用的时空区与k个流水段总的时空区之比。因此，流水线的效率包含有时间和空间两方面的因素。实际上，n个任务占用的时空区就是顺序执行n个任务所使用的总的时间。而用一条k段流水线完成n个任务的总的时空区为k ，其中，Tk是流水线完成n个任务所使用的总时间。则一条k段流水线的效率可以表示为：
　　　　　　　（5.18）
　　（5.18）式是计算流水线效率的一般公式。
　　如果流水线的各段执行时间均相等，而且输入的n个任务是连续的，则一条k段流水线的效率为：
　　　　　　　　　（5.19）
　　从流水线的时空图中看，（5.19）式的分母部分是完成n个任务所用的时间与k个流水段所围成的总面积，而分子部分是n个任务实际上占用的有效面积。因此，通过时空图来计算流水线的效率非常方便。
　　在流水线的各段执行时间均相等，输入给流水线的任务是连续的情况下，流水线的最高效率为：
　　　　　　　　　　　　（5.20）
　　从这个关系式中可以看出，当n>>k时，流水线的效率达到最大值1。这时，流水线的各段均处于忙碌状态。从时空图中看，每一块都是有效的。
　　从（5.19）和（5.7）两个关系式中，很容易得出：
　　　　　　　　　（5.21）
　　当时钟周期Dt不变时，流水线的效率与吞吐率成正比。这就是说，为了提高流水线的效率而采取的措施，同时也提高了流水线的吞吐率。
　　比较（5.19）和（5.15）两个关系式中，可以得出：
　　（5.22）
　　流水线的效率是流水线实际加速比S与它的最大加速比k之比。只有当流水线的效率达到其最大值，即E＝1时，才能使实际加速比达到最大，即S＝k。
　　如果流水线的各段执行时间不相等，参照图5.8和关系式（5.17），可以得出连续执行n个任务时的流水线效率为：
　　（5.23）