خط لوله نرم‌افزاری
پیاده سازی

خط لوله‌ی نرم‌افزاری معمولاً در ترکیب با بازکردن حلقه استفاده می‌شود. این ترکیب روش‌ها معولاً بسیار بهینه‌تر از استفاده از روش بازکردن حلقه به تنهایی است. در مثال بالا، ما می‌توانیم قطعه کد بالا را به صورت زیر بنویسیم(فرض کنید که عدد بزرگ  بر ۳ بخش‌پذیر باشد):
for i = ۱ to (عدد بزرگ - ۲) step ۳
 A(i)
 A(i+۱)
 A(i+۲)
 B(i)
 B(i+۱)
 B(i+۲)
 C(i)
 C(i+۱)
 C(i+۲)
end
در صورتی که تعداد تکرارهای حلقه بخش‍پذیر بر ۳ نباشند مسئله کمی پیچیده تر می‌شود. می‌توانید برای اطلاع از راه حل‌های این مشکل به صحفه‌ی بازکردن حلقه مراجعه کنید.
در حالت کلی، بازکردن حلقه لزوماً بهترین روش برای پیاده‌سازی خط لوله‌ی نرم‌افزاری نیست. به طور مثال اگر حلقه شامل دستوری با تاخیر زیاد باشد استفاده از بازکردن حلقه بهینه نمی‌شود. قطعه کد پایین را در نظر بگیرید:
for i = ۱ to عدد بزرگ
 A(i) ; ۳ میزان تاخیر
 B(i) ; ۳
 C(i) ; ۱۲ (مثلاً یک دستور میمز شناور)
 D(i) ; ۳
 E(i) ; ۳
 F(i) ; ۳
end
که این به این معنی است که حلقه باید ۱۲ بار باز شود تا از گلوگاه دستور C جلوگیری شود. که این موجب می‌شود تا حجم کد حلقه با ضریب ۱۲ افزایش یابد. وضعیت بدتر هنگامی پیش می‌آید که  مقدمه ( قطعه کدی که در حالتی که عدد بزرگ  بر ۱۲ بخش‌پذیر نباشد قبل از حلقه قرار می‌گیرد) حجم بیشتری از کد حلقه داشته باشد و با احتمال زیاد بهینه نباشد زیرا خط لوله‌ی نرم‌افزاری نمی‌تواند برای این قطعه کد استفاده شود. علاوه بر این، اگر اندازه‌ی عدد بزرگ  نزدیک به تعداد بارهای بازشدن حلقه باشد، در هنگام اجرا، اکثر زمان صرف اجرای مقدمه‌ی ناکارآمد می‌شود که این باعث ناکارآمدی بهینه‌سازی از طریق خط لوله‌ی نرم‌افزاری می‌شود.
حال اگر بخواهیم بدون استفاده از بازکردن حلقه از خط لوله‌ی نرم‌افزاری استفاده کنیم، قطعه کد زیر را برای مثال خود بدست می‌آوریم(در ادامه به توضیح مقدمه و خاتمه می‌پردازیم):
مقدمه
for i = ۱ to (عدد بزرگ - ۶)
 A(i+۶)
 B(i+۵)
 C(i+۴)
 D(i+۲) ; را رد کرده‌ایم i+۳ توجه کنید که 
 E(i+۱)
 F(i)
end
خاتمه
قبل از اینکه به توضیح مقدمه و خاتمه بپردازیم، که شامل دستورهایی می‌شوند که در حلقه اجرا نمی‌شوند، از درستی قطعه کد داخل حلقه اطمینان حاصل می‌کنیم. به طور خاص تکرار هفتم حلقه‌ی اصلی را در نظر بگیرید. حلقه‌ی اول حلقه‌ی خط لوله‌ای اولین تکراری است شامل دستوری از تکرار هفتم حلقه‌ی اصلی است. ترتیب اجرای دستورها به صورت زیر است:
همانطور که مشاهده می‌کنید برخلاف حلقه‌ی اصلی، در اجرای حلقه‌ی خط لوله‌ای مشکل گلوگاه دستور C رفع شده است. توجه کنید که 12 دستور بین دستور C(7) و دستور D(7) وابسته به آن وجود دارد که این موجب می‌شود که بتوان در چرخه ساعت‌هایی که دستور  C(7) در حال اجرا است، بقیه دستورها را اجرا کرد.
مقدمه و خاتمه ،در شروع و پایان حلقه، مسئول اجرای دستورهایی هستند که در حلقه اجرا نشده‌اند. قطعه کد زیر مقدمه‌ای برای مثال بالای ما را نشان می‌دهد:
; مقدمه‌ی حلقه (برای وضوح بیشتر دستورهایی که همزمان اجرا می‌شوند در یک خط آمده‌اند) 
 A(۱)
 A(۲), B(۱)
 A(۳), B(۲), C(۱)
 A(۴), B(۳), C(۲) ; را شروع کرد C(۱) نمیتوان D(۱) به دلیل پایان نیافتن
 A(۵), B(۴), C(۳), D(۱)
 A(۶), B(۵), C(۴), D(۲), E(۱)
هر خط از قطعه کد بالا نشان دهنده‌ی یک تکرار از حلقه‌ی خط لوله‌ای اصلی است، که دستورهایی که هنوز شروع نشده‌اند را شامل نمی‌شود. به طریق مشابه، خاتمه به تدریج دستورهایی که تکرار آن‌ها به پایان رسیده‌است را حذف می‌کند. قطعه کد زیر نشان دهنده‌ی خاتمه است:
; خاتمه‌ی حلقه (برای وضوح بیشتر دستورهایی که همزمان اجرا می‌شوند در یک خط آمده‌اند) 
 B(bignumber), C(bignumber-۱), D(bignumber-۳), E(bignumber-۴), F(bignumber-۵)
 C(bignumber), D(bignumber-۲), E(bignumber-۳), F(bignumber-۴)
 D(bignumber-۱), E(bignumber-۲), F(bignumber-۳)
 D(bignumber), E(bignumber-۱), F(bignumber-۲)
 E(bignumber), F(bignumber-۱)
 F(bignumber)
اما همیشه پیدا کردن مقدمه و خاتمه مناسب ساده نیست. در مثالی که در بالا آورده شده است ۱۸ دستور برای مقدمه و ۱۸ دستور برای خاتمه استفاده شده‌است. این به این معنی است که مقدمه و پایان 6 برابر تعداد دستورات داخل حلقه دستور دارند.  این صفحه به خوبی مشکلات به وجود آمده و روشی برای رفع کردن آن‌ها ارائه کرده است.