Cisc y risc

ARQUITECTURAS CISC
La microprogramación es una característica importante y esencial de casi todas las arquítecturas CISC.
Como por ejemplo:
Intel 8086, 8088, 80286, 80386, 80486.
Motorola 68000, 68010, 68020, 68030, 6840.
La microprogramación significa que cada instrucción de máquina es interpretada por un microprograma localizado en una memoria en el circuito integrado del procesador.
En ladécada de los sesentas la micropramación, por sus características, era la técnica más apropiada para las tecnologías de memorias existentes en esa época y permitía desarrollar también procesadores con compatibilidad ascendente. En consecuencia, los procesadores se dotaron de poderosos conjuntos de instrucciones.
Las instrucciones compuestas son decodificadas internamente y ejecutadas con una seriede microinstrucciones almacenadas en una ROM interna. Para esto se requieren de varios ciclos de reloj (al menos uno por microinstrucción).

ARQUITECTURAS RISC
Buscando aumentar la velocidad del procesamiento se descubrió en base a experimentos que, con una determinada arquitectura de base, la ejecución de programas compilados directamente con microinstrucciones y residentes en memoria externa alcircuito integrado resultaban ser mas eficientes, gracias a que el tiempo de acceso de las memorias se fue decrementando conforme se mejoraba su tecnología de encapsulado.
Debido a que se tiene un conjunto de instrucciones simplificado, éstas se pueden implantar por hardware directamente en la CPU, lo cual elimina el microcódigo y la necesidad de decodificar instrucciones complejas.
Eninvestigaciones hechas a mediados de la década de los setentas, con respecto a la frecuencia de utilización de una instrucción en un CISC y al tiempo para su ejecución, se observó lo siguiente:
- Alrededor del 20% de las instrucciones ocupa el 80% del tiempo total de ejecución de un programa.
- Existen secuencias de instrucciones simples que obtienen el mismo resultado que secuencias complejaspredeterminadas, pero requieren tiempos de ejecución más cortos.
Las características esenciales de una arquitectura RISC pueden resumirse como sigue:
* 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 conjuntode 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 uncontrol implantado por hardware (con un diseño del tipo load-store), casi todas las instrucciones se pueden ejecutar cada ciclo de reloj, base importante para la reorganización de la ejecución de instrucciones por medio de un compilador.
* Pipeline (ejecución simultánea de varias instrucciones). Posibilidad de reducir el número de ciclos de máquina necesarios para la ejecución de lainstrucción, ya que esta técnica permite que una instrucción puede empezar a ejecutarse antes de que haya terminado la anterior.
El hecho de que la estructura simple de un procesador RISC conduzca a una notable reducción de la superficie del circuito integrado, se aprovecha con frecuencia para ubicar en el mismo, funciones adicionales:
* 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.
La relativa sencillez de la arquitectura de los procesadores RISC conduce a ciclos de diseño más cortos cuando se desarrollan nuevas versiones, lo que posibilita siempre la aplicación de las más recientes tecnologías de semiconductores. Por ello, los...