Cisc - risc

CAPITULO 8

TECNOLOGIAS RISC y CISC
8.1 - RISC 8.1.1 - Definición La tendencia de hacer instrucciones de máquina cada vez más complejas, resulta en códigos de operación de tan alto nivel que tiende a romper la diferencia entre assembler y compilador. Pero estudios al respecto revelaron elevados tiempos de diseño, aumento de errores, e implementaciones inconsistentes. Además se descubrió quelas instrucciones muy complejas no eran utilizadas con mucha frecuencia y en muchos casos eran responsables del retardo de la performance de todo el sistema. Esto último en particular debido a que la Unidad de Control debe ser más compleja y si es microprogramada provoca que todas las instrucciones demoren mayor tiempo en su ejecución. Con el propósito de explotar nuevos caminos aparecen lastecnologías RISC (Reduced Instruction Set Computer) para oponerse a las CISC (Complex Instruction Set Computer) que son las que hemos visto hasta ahora. En un intento de definir la tecnología RISC el grupo original de investigación en el proyecto RISC llevado a cabo en Berkeley (RISC I) produjo una filosofía de diseño que puede resumirse como sigue: 1) Analizar el objeto sobre el cual se desarrollan lasaplicaciones a fin de determinar cuáles son las operaciones más frecuentes. 2) Optimizar los caminos que deben recorrer los datos para ejecutar las operaciones o instrucciones (del punto 1) tan rápido como sea posible. 3) Incluir otras instrucciones solo si forman parte de los caminos optimizados previamente y si son de relativa frecuencia, y si su inclusión no enlentece la ejecución de lasinstrucciones más frecuentes. 4) Aplicar una estrategia similar a los otros recursos del procesador. Incluir un recurso solo si éste está justificado por su frecuencia de uso, y su inclusión no enlentece a otros recursos más utilizados. 5) Tratar de trasladar lo más que se pueda la complejidad en tiempos de ejecución al momento de compilación, recargando el software de compilación y liberando alhardware de ejecución. Algunas de las características más comunes que pueden verse en computadoras de tecnología RISC son: - muchas de las instrucciones se ejecutan en un solo ciclo de máquina - conjunto de instrucciones de cargar/almacenar (load/store). Es decir se accede a memoria exclusivamente mediante las instrucciones load y store, el resto de las instrucciones realizan sus operaciones entreregistros - decodificación de instrucciones hardwired (en oposición a la técnica de microprograma) - existen relativamente pocas instrucciones y modos de direccionamiento - todas las instrucciones deberían tener la misma longitud para facilitar la tarea de decodificación y homogeneizar los tiempos de carga de las mismas - la complejidad se ha desplazado hacia los compiladores optimizados - existe unalto grado de pipeline en los caminos de los datos para obtener mucha concurrencia - gran cantidad de registros (windowed o no-windowed) - muchos niveles de jerarquías de memoria - conjunto de instrucciones diseñado para determinada clase de aplicaciones. - soporte de lenguajes de alto nivel (Esto último debido a que como hay pocas instrucciones sobraría lugar en el chip para colocar elementos queayuden a lenguajes de alto nivel, como manejo de listas, stacks, etc.) Debe tenerse cuidado con una clasificación de computadoras de tecnología RISC, ya que, por ejemplo, muchas computadoras tienen decodificadores de instrucciones microcodificadas, un conjunto grande de instrucciones y un conjunto pequeño de registros pero sin embargo son de diseño definitivamente RISC. La cuestión importante es queesta filosofía RISC está respaldada en el diseño de un procesador para una aplicación específica. 8.1.2 - Implementaciones de procesadores RISC Los diseños RISC están disponibles como: - microprocesadores de un único chip - conjuntos de chips de muy alta escala de integración con funciones más poderosas - computadoras de plaqueta única (single-board) - superminicomputadoras La mayor performance...