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Vanessa
















PROCESAMIENTO SEGMENTADO

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN 3
PIPELINING O SEGMENTACIÓN DE INSTRUCCIONES 5
OBJETIVOS DEL PROCESAMIENTO SEGMENTADO 8
RIESGOS EN EL PIPELINE 9
Riesgos Estructurales o Structural Hazards 9
Riesgos de Datos o Data Hazards 10
Riesgos de Control o Control Hazards 13Dependencia de Datos 14
RAW - Read After Write (Lectura después de escritura) 14
WAR - Write After Read (Escritura después de lectura) 15
WAW - Write After Write 15
TÉCNICAS DEL PARALELISMO DE INSTRUCCIÓN 17
A. VLIW 17
Descripción 17
Motivación 18
B. SUPERESCALAR 19
CONCLUSIONES 20
Referencias BIBLIOGRÁFICAS 21


PROCESAMIENTO SEGMENTADO

INTRODUCCIÓN

Los procesadores segmentados sirvenpara mejorar el rendimiento sin necesidad de duplicar excesivamente el hardware.

Se usaron por primera vez en los años 60 para grandes sistemas (mainframes) de altas presentaciones y fueron muy importantes en los años 80 para el enfoque RISC dl diseño de computadores (la mayoría de técnicas RISC se relacionan con el objetivo de conseguir una buena segmentación).

En la actualidad lasegmentación se utiliza mucho para el desarrollo de juegos de instrucciones del procesador. La tendencia es lograr segmentaciones más profundas para obtener frecuencias de reloj muy altas. Es un método muy eficaz para obtener un mayor rendimiento.

La segmentación o pipeline es una técnica de realización de procesadores por la cual se solapa la ejecución de las instrucciones. Hoy en día es la técnicaclave para la realización de CPU rápidas.

La idea básica de la segmentación se puede extraer de una cadena de montaje de coches. Los coches no se montan uno a uno, si no que su construcción se divide en fases sucesivas y el montaje del coche se realiza tal como este va avanzando por estas fases. De esta forma cada fase está trabajando simultáneamente en la construcción de un coche diferente. Deesta forma, la construcción de un coche cuesta el mismo tiempo que antes, pero ahora la frecuencia con que salen los coches construidos es mucho mayor (tantos como fases tenga su construcción).

Cada uno de estas fases se denomina segmento o etapa de segmentación. Al igual que en los coches, la productividad de un computador va a depender del número de instrucciones que acaben por unidad detiempo, y no de lo que le cueste a una instrucción individual.










CAPÍTULO 1:

SEGMENTACIÓN DE INSTRUCCIONES


PIPELINING O SEGMENTACIÓN DE INSTRUCCIONES
La segmentación de instrucciones es similar al uso de una cadena de montaje en una fábrica de manufacturación. En las cadenas de montaje, el producto pasa a través de varias etapas de producción antes de tener el productoterminado. Cada etapa o segmento de la cadena está especializada en un área específica de la línea de producción y lleva a cabo siempre la misma actividad. Esta tecnología es aplicada en el diseño de procesadores eficientes. A estos procesadores se les conoce como pipeline processors.
Un pipeline processor está compuesto por una lista de segmentos lineales y secuenciales en donde cada segmento llevaa cabo una tarea o un grupo de tareas computacionales. Puede ser representado gráficamente en dos dimensiones, en donde en el eje vertical encontramos los segmentos que componen el pipeline y en el segmento horizontal representamos el tiempo (Figura 1).


Figura 1. Diagrama notacional de un pipeline processor

Hay tres aspectos importantes que deben ser considerados en pipeline. Lo primeroque debemos observar es que el trabajo es dividido en piezas que más o menos ajustan dentro de los segmentos que componen el pipeline. Segundo, para que el pipeline trabaje de forma eficiente es necesario que las particiones de trabajo tomen aproximadamente la misma cantidad de tiempo. De no ser asi, el segmento que requiera más tiempo ( T ) hará que el pipeline se retrase y cada segmento...