Конвейерная обработка данных в современных процессорах работает следующим образом: в каждый момент времени процессор работает над различными стадиями выполнения нескольких команд, причём на выполнение каждой стадии выделяются отдельные аппаратные ресурсы. 1

По очередному тактовому импульсу каждая команда в конвейере продвигается на следующую стадию обработки, выполненная команда покидает конвейер, а новая поступает в него. 1

Процедуру выполнения практически любой инструкции можно разбить как минимум на пять непересекающихся этапов: 2

1. Выборка инструкции (FETCH) из памяти. 2 Из программы извлекается инструкция, которую нужно выполнить. 2
2. Декодирование инструкции (DECODE). 2 Процессор «соображает», что от него хотят, и переправляет запрос на нужное исполнительное устройство. 2
3. Подготовка исходных данных для выполнения инструкции. 2
4. Собственно выполнение инструкции (EXECUTE). 2
5. Сохранение полученных результатов. 2

Конвейерная обработка позволяет повысить тактовую частоту, а значит, и производительность процессора. 2