在一般情况下，一串连续任务在流水线中是一个接一个地在各个流水段中间流过的。从流水线的输出端看，任务流出流水线的顺序与输入端的任务流入顺序完全相同，这种控制方式称为顺序流动方式。如图8.30所示的一条6段指令流水线，在正常情况下，6个流水段S6、S5、……、S1分别同时执行k、k+1、……、k+5共6条指令，如图8.34中的下面一行。

图8.30 一条6段指令流水线

在图8.30中，流水段S2要读操作数，流水段S6写运算结果。现在把如下一段程序输入到这条流水线中： 　　k： R0←（R1） 　　k+1： …… 　　k+2： R2←（R0）＋（R3） 　　k+3： …… 　　k+4： …… 　　k+5： …… 　　其中，指令k与指令k+2之间有"先写后读"数据相关。在时钟周期ti，指令k+2在流水段S2中要读操作数；但是，由于指令k还没有到达流水段S6；因此，指令k+2无法继续执行，要在流水段S2中等待。后续的指令k+4、k+5、……等也不能进入流水线。 　　采用顺序流动方式，在程序中有"先写后读"数据相关时，流水线可能会"断流"，这将降低流水线的吞吐率和效率。 　　为了充分发挥流水线的效率，在发生数据相关时，要允许没有数据相关的后续指令进入相关指令所占用的流水段，并超越相关的指令继续往前流动，这种控制方式称为乱序流动方式。从一条指令流水线的输出端看，指令流出流水线的顺序与输入端指令输入流水线的顺序是不一样。在流水线的输入端，指令是按照它的地址从小到大顺序进入流水线的；但在流水线的输出端，指令执行完成的顺序可能是混乱的；因此，把流水线的这种控制方式称为乱序（Out of order）流动方式，也称为错序流动方式、无序流动方式或异步流动方式等。 　　实际上，造成流水线乱序流动方式的原因不仅仅"先写后读"数据相关，有些指令执行的时间短或经过的流水段比较少，它们要越过执行时间长或经过流水段多的指令向前流动。