Risc / Cisc

RISC / CISC
Esteban Osses Anguita eossesa@inf.udec.cl 20 de septiembre de 2001

Resumen El desarrollo de las tecnolog´ de los procesadores a fines de los ıas a˜os ’70, se caracteriz´ por un fuerte ´nfasis en la mejora de las presn o e taciones del hardware hacia el software. Especial inter´s representaba e en aquel momento el desarrollo de compiladores capaces de generar programas eficientes. Enun mundo computacional de arquitecturas propietarias, donde cada m´quina era un universo completamente diferente, surge un ina tento de clasificar lo que se estaba haciendo, t´ ıpicamente CISC, con algunas variantes, y una contrapropuesta, conocida como RISC. Este trabajo pretende hacer una revisi´n de algunos aspectos de o cada una de estas dos filosof´ as´ como presentar parte de la discusi´nıas, ı o a la que estas propuestas han llevado a lo largo de los a˜os. n

´ Indice General
1 Introducci´n o 1.1 Memoria . . . . . . . . . . . . . 1.2 Compiladores y Ensambladores 1.3 VLSI . . . . . . . . . . . . . . . 1.4 Necesidad de Mejoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 1 2 2 33 4 4 5 7 8 9 9 9 10 11 12 13 13 15 16 16 17 17 18 19

2 Arquitectura CISC 2.1 . . . y la Crisis del Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Arquitectura de Computador basada en un Lenguaje de Alto Nivel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Instrucciones Complejas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Direccionamiento de Datos . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 2.5 Implementaci´n del Set de Instrucciones . . . . . . . . . . . . o 2.6 entonces. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7 . . . nuevamente la crisis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Arquitectura RISC 3.1 El Origen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 La Contrapropuesta: Lo que Todo RISC debe 3.3 La Ventana de Registros . . . . . .. . . . . . 3.4 ¿Vuelta Atr´s?. Nuevo rol del Compilador . . a 3.5 Pipelining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 RISC vs. CISC: Conclusiones 4.1 Propaganda . . . . . . . . . . . . 4.2 Un caso de estudio: VAX 8700 vs 4.2.1 Similitudes . . . . . . . . 4.2.2 Diferencias . . . . . . . . 4.2.3 Resultados . . . . . . . . 4.3 Comparaciones . . . . . . . . . . 4.4 El Mercado . . . . . . . . . . ..

. . . . tener . . . . . . . . . . . .

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. . . . . . . . . MIPS M/2000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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´ Indice de Figuras
1 2 3 Modelo de ProcesadorB´sico . . . . . . . . . . . . . . . . . . a M´quina - Registros - Memoria . . . . . . . . . . . . . . . . . a Implementaci´n de Microc´digo . . . . . . . . . . . . . . . . . o o 3 6 8

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Patterson-Sequin: Porcentaje din´mico de los operandos en a C y Pascal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Patterson-Sequin: Frecuencia Relativa de las operaciones en C yPascal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Modelo de Ventana de Registros en un Procesador RISC . . . El Mundo de RISC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pipeline de la VAX 8700 y el MIPS M/2000 . . . . . . . . . . VAX 8700 vs VAX 9000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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´ Indice de Tablas
1 2 3 4 5 6 Lenguaje de Alto Nivel (HLL) yAssembly no CISC . . . . . . Lenguaje de Alto Nivel (HLL) y Assembly CISC . . . . . . . . Operaci´n de Multiplicaci´n cargando a registros los datos o o existentes en la memoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Operaci´n de Multiplicaci´n operando directamente sobre los o o datos existentes en la memoria . . . . . . . . . . . . . . . . . Comparaci´n de las estrategias RISC y CISC . . . ....