管線危障（pipeline hazard）

裝配線只有在每籃衣服彼此獨立、每台機器在你需要時都空著時，才會運作得漂亮。麻煩起於：摺衣站需要一件烘乾機還沒烘好的襯衫，或兩籃衣服在同一分鐘都要用唯一那台烘乾機，或你還不知道某籃到底要不要洗，因為有人還沒決定。管線危障就是任何這類情況：一條指令因為與管線中另一條指令衝突，而無法在它排定的週期前進。

危障恰好分三種口味，而這個領域接下來基本上就是巡覽它們及其解法。結構危障是兩條指令在同一週期想要同一個硬體資源——例如都要用唯一那個記憶體埠。資料危障是一條指令需要一個值，而較早、仍在飛行中的指令還沒產生出來——答案算好了卻還沒寫回。控制危障（分支危障）是還不知道下一條指令是哪一條，因為某個分支的結果還在判定中，而我們本該已經在提取後續指令了。

危障正是理想的 k 倍加速永遠搆不到的原因。對任何危障最粗暴的解法是停頓——凍結管線前端，插入什麼都不做的氣泡，直到衝突解除——但停頓浪費週期。管線設計中大部分的巧思，都在於避免停頓：提早前饋結果以閃過大多數資料危障、複製資源以消除結構危障、預測分支以隱藏控制危障。理解危障，正是理解真實處理器為何達不到紙上峰值的核心。