Arquitectura Cisc y Risc
Saintilus W
CISC, computadoras con un conjunto de instrucciones complejo, del inglés (complex instruction set computer).
RISC, computadoras con un conjunto de instrucciones reducido, del inglés (reduced instruction set computer). Se piensa que los atributos complejo y reducido describen las diferencias entre los dos modelos de arquitectura para microprocesadores.Esto es cierto solo de forma superficial, pues se requiere de muchas otras características esenciales para definir los RISC y los CISC.
Este trabajo expone la características esenciales de ambas arquitecturas, poniendo de manifiesto sus ventajas y desventajas.
ARQUITECTURA RISC
RISC (del inglés reduced instruction set computer) es un tipo de microprocesador con las siguientes característicasfundamentales:
Estos microprocesadores siguen tomando como base el esquema moderno de Von Neumann. Las instrucciones, aunque con otras características, siguen divididas en tres grupos: a) Transferencia. b) Operaciones. c) Control de flujo.
Reducción del conjunto de instrucciones a instrucciones básicas simples, con la que pueden implantarse todas las operaciones complejas.Arquitectura del tipo load- store (carga y almacena). Las únicas instrucciones que tienen acceso a la memoria son 'load' y 'store ; registro a registro, con un menor número de acceso a memoria. Casi todas las instrucciones pueden ejecutarse dentro de un ciclo de reloj. Con un control implantado por hardware (con un diseño del tipo load- store ).
Pipeline (ejecución simultánea de varias instrucciones).Posibilidad de reducir el número de ciclos de máquina necesarios para la ejecución de la instrucción.
La estructura simple de un procesador RISC •Unidad para el procesamiento aritmético de punto flotante. •Unidad de administración de memoria. •Funciones de control de memoria cache. •Implantación de un conjunto de registros múltiples Ventajas de un procesador RISC •La disponibilidad de memoriasgrandes, baratas y con tiempos de acceso menores de 60 ns en tecnologías CMOS. •Módulos SRAM (Memoria de acceso aleatorio estática) para memorias cache con tiempos de acceso menores a los 15 ns.
•Tecnologías de encapsulado que permiten realizar más de 120 terminales
Principio de diseño de las maquinas RISC Es muy importante conocer estos principios básicos, pues de éstos se desprenden algunascaracterísticas importantes de los sistemas basados en microprocesadores RISC. En el diseño de una máquina RISC se tienen cinco pasos:
1. Analizar las aplicaciones para encontrar las operaciones clave. 2. Diseñar un bus de datos que sea óptimo para las operaciones clave.
3. Diseñar instrucciones que realicen las operaciones clave utilizando el bus de datos.
4. Agregar nuevas instruccionessólo si no hacen más lenta a la máquina. 5. Repetir este proceso para otros recursos.
Un chip RISC típicamente tendrá menos transistores dedicados a la lógica principal. Esto permite a los diseñadores una flexibilidad considerable; así pueden, por ejemplo:
•Incrementar el tamaño del conjunto de registros. •Mayor velocidad en la ejecución de instrucciones. •Implementar medidas para aumentar elparalelismo interno. •Añadir cachés enormes. •Añadir otras funcionalidades, como E/S y relojes para minicontroladores. •Construir los chips en líneas de producción antiguas que de otra manera no serían utilizables.
Las características que generalmente son encontradas en los diseños RISC son:
•Codificación uniforme de instrucciones, lo que permite una decodificación más rápida.
•Un conjuntode registros homogéneo, permitiendo que cualquier registro sea utilizado en cualquier contexto y así simplificar el diseño del compilador.
•Modos de direccionamiento simple con modos más complejos reemplazados por secuencias de instrucciones aritméticas simples. •Los tipos de datos soportados en el hardware no se encuentran en una máquina RISC.
Primeros diseños RISC
Supercomputadora CDC...
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