Mircroprocesadores

Microprocesadores escalares

Representan la clase más simple de procesadores de computadoras. También pueden procesar un dato por vez. Contrasta con los procesadores vectoriales, en donde una sola instrucción u operación puede manejar múltiples datos simultáneamente. Una de las técnicas empleadas para mejorar el funcionamiento de este, son los microprocesadores segmentados.

Microprocesadoressuperpipeline

La reducción del período de reloj τ sin reducir el tiempo total de cada etapa, y permitiendo que se emita una instrucción por ciclo, se denomina “superpipeline”, supersegmentado o superencadenado. Un procesador superpipeline posee sus etapas supersegmentadas, cada una de las cuales duran varios ciclos.
• Avance tecnológico pero no arquitectónico.
• Reducir τ: Tiene periodo dereloj τ menor que la duración de una etapa de la cadena típica, es decir, cada etapa necesita varios ciclos de reloj. Pero sólo se puede emitir una instrucción por ciclo de reloj, de manera que las etapas están supersegmentadas.
Cada etapa necesita 2 ciclos de reloj, pero en cada ciclo se emite una instrucción.
Realmente existen las fases IF1, IF2, ID1, ID2……
• Hay que tener en cuenta que elperiodo de reloj ha bajado, pero el tiempo para
concluir la etapa, no. Podemos hablar de dos periodos (de reloj y etapa).
• La relación entre ambos es el grado de supe encadenamiento n: τ etapa = n τ reloj.
El final de los años 90 trajo al mundo de la informática los llamados microprocesadores super segmentados. Estos microprocesadores se caracterizan por utilizar pipelines muy segmentadas, paratratar de alcanzar frecuencias lo más altas posibles.

Múltiples unidades funcionales

El procesador se compone de un grupo de unidades interrelacionadas (o unidades de control). Aunque la arquitectura del microprocesador varía considerablemente de un diseño a otro, los elementos principales del microprocesador son los siguientes:
• Una unidad de control que vincula la información entrantepara luego decodificarla y enviarla a la unidad de ejecución: La unidad de control se compone de los siguientes elementos:
• secuenciador (o unidad lógica y de supervisión), que sincroniza la ejecución de la instrucción con la velocidad de reloj. También envía señales de control:
• contador ordinal, que contiene la dirección de la instrucción que se está ejecutando actualmente;
• registro deinstrucción, que contiene la instrucción siguiente.
• Una unidad de ejecución (o unidad de procesamiento), que cumple las tareas que le asigna la unidad de instrucción. La unidad de ejecución se compone de los siguientes elementos:
• la unidad aritmética lógica (se escribe ALU); sirve para la ejecución de cálculos aritméticos básicos y funciones lógicas (Y, O, O EXCLUSIVO, etc.);
• la unidadde punto flotante (se escribe FPU), que ejecuta cálculos complejos parciales que la unidad aritmética lógica no puede realizar;
• el registro de estado;
• el registro acumulador.
• Una unidad de administración del bus (o unidad de entrada-salida) que administra el flujo de información entrante y saliente, y que se encuentra interconectado con el sistema RAM;

Procesadores VectorialesEs un diseño de CPU capaz de ejecutar operaciones matemáticas sobre múltiples datos de forma simultánea, en contraste con los procesadores escalares, capaces de manejar sólo un dato cada vez. La gran mayoría de las CPUs de hoy en día son escalares o superescalares. A su vez son muy comunes en el área de la computación científica, formando la base de la mayor parte de los supercomputadores durantelos años 80 y 90.
Eran comunes en computadoras para investigaciones científicas. Pero fueron descartándose a medida que aparecieron los otros procesadores.
Se caracterizan porque van a ofrecer una serie de operaciones de alto nivel que operan sobre vectores, es decir, matrices lineales de números.
Una operación típica de un procesador vectorial sería la suma de dos vectores de coma flotante de...