流水线的吞吐率（TP：Though Put rate）是指在单位时间内流水线所完成的任务数量或输出的结果数量。

式中，n为任务数，Tk是处理完成n个任务所用的时间。上式是计算流水线吞吐率的最基本公式。以下讨论满足某种特殊情况的流水线吞吐率。 　　如图8.15所示，在流水线各段的执行时间均相等，输入到流水线中的任务是连续的理想情况下，一条k段线性流水线能够在k＋n－1个时钟周期内完成n个任务。

图 8.15 各段执行时间均相等的流水线时空图

完成n个连续任务需要的总时间为（Dt为时钟周期）：

可以从两个方面来分析流水线完成n个任务所需要的总时间。一种方法是从流水线的输出端看，用k个时钟周期输出第一个任务，其余n－1时钟周期，每个周期输出一个任务，即用n－1个时钟周期输出n－1个任务。另一种分析方法是从流水线的输入端看，用n个时钟周期向流水线输入n个任务，另外还要用k－1个时钟周期作为流水线的排空时间。因此，流水线完成n个连续任务需要的总时间为：

因此，得到流水线各段时间均相等，输入连续n个任务的一条k段线性流水线的实际吞吐率为：

这种情况下的最大吞吐率为：

最大吞吐率与实际吞吐率的关系是：

流水线的实际吞吐率要小于最大吞吐率，它除了与时钟周期Dt有关之外，还与流水线的段数k、输入到流水线中的任务数n等有关。只有当n》k时，才有TP≈TPmax。 　　当流水线中各段的执行时间不完全相等时，流水线中就存在有"瓶颈"流水段。如图8.16(a)所示，在一条4段流水线中，第2段的执行时间是其它各段执行时间的3倍，即Dt2＝3Dt1＝3Dt3＝3Dt4＝3Dt。在这种情况下的流水线时空图如图8.16(b)所示，图中的阴影部分表示该段流水线在这一段时间内是空闲的。因此，流水线存在有"瓶颈"流水段情况下的实际吞吐率为：

图 8.16 各段延迟时间不相等的流水线

分母中的第一部分是流水线完成第一个任务所用时间，第二部分是完成其余n－1个任务所用的时间。 　　这时候流水线的最大吞吐率为：

对于图8.16所示的例子，流水线的最大吞吐率为：

可以看到，当流水线中各个流水段的执行时间不完全相等时，流水线的最大吞吐率与实际吞吐率主要是由流水线中执行时间最长的那个流水段决定的，这个流水段就成了整个流水线的"瓶颈"。从图8.16(b)中也可以看到，除了流水线中的"瓶颈"流水段一直处与忙碌状态外，其余各段有许多时间是空闲的，这实际上是一种资源的浪费。