Hardware

Definición de Arquitectura
Arquitectura de los Computadores Personales
Luis J. Saiz Adalid
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Resumen
• • • • Evolución del rendimiento de los computadores Concepto de arquitectura Tendencias Análisis de prestaciones

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Evolución del rendimiento de los computadores

•

Antes de los 70: 1,3 anual
– Mejoras tecnológicas – Innovaciones en el diseño

•

Año 70-80: 1,35 anual
– Utilización del microprocesador – Mejoras tecnológicas de los circuitos integrados

•

Año 80-actualidad
– Arquitecturas RISC (Reduced-Instruction Set Computers) – Mejorasarquitectónicas: paralelismo a nivel de instrucciones y caches – Mejoras tecnológicas

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Evolución del rendimiento

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Arquitecturas CISC vs RISC
• CISC
– Complex instructionset computers – Computadores con un conjunto de instrucciones complejo

• RISC
– Reduced instruction set computer – Computadores con un conjunto de instrucciones reducido.

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Arquitecturas CISC vs RISC
• Los términos complejo y reducido, expresan la característica distintiva de cadaarquitectura, pero NO deben tomarse sólo como referencia las instrucciones, sino también la complejidad del hardware del procesador Con tecnologías de semiconductores comparables e igual frecuencia de reloj
– Un procesador RISC típico tiene una capacidad de procesamiento de 2 a 4 veces mayor que la de un CISC – La estructura del hardware del RISC es tan simple, que se puede realizar en unafracción de la superficie ocupada por el circuito integrado de un procesador CISC

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Arquitecturas CISC vs RISC
• Aunque los microprocesadores RISCs puedan parecer como sustitutos de los CISC, esto no es tan simple:
– Para aplicar una determinada arquitectura de microprocesador sondecisivas las condiciones de realización técnica y sobre todo la rentabilidad, incluyendo los costos de software – Existían y existen razones de compatibilidad para desarrollar y utilizar procesadores de estructura compleja así como un extenso conjunto de instrucciones

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Situaciónactual
• La gran capacidad de integración ha permitido que viejos diseños (ejemplo, x86) hayan integrado muchas de las innovaciones originalmente diseñadas en los RISCs • En los PCs (arquitecturas compatibles x86), hay un módulo que decodifica instrucciones x86 y las traduce a un repertorio interno de tipo RISC

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Situación actual
• El aumento del rendimiento se debe a la combinación de mejoras tecnológicas y arquitectónicas

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Entornos de diseño actuales
• Computadores de sobremesa • Computadores empotrados • Servidores • Tarea del diseñador de computadores
–Determinar los atributos importantes – Diseñar el sistema para maximizar el rendimiento – Considerar limitaciones de coste y consumo

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¿Que hay que diseñar?
• Juego de instrucciones • Organización funcional • Diseño lógico e implementación • Por tanto, optimizar el diseño requiere...