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ARQUITECTURA DEL MICROPROCESADOR

EDITADORES: Yessenia Marilyn Aushuqui Quiaco. Cristian Dennis Cieza Belisario.

RISC es el acrónimo de Reduced Instruction Set Computer lo que en castellano viene a ser conjunto reducido de instrucciones de computadora. Se entiende por procesador RISC aquel que tiene un conjunto de instrucciones con unas características determinadas.

DEFINICIÓN

Codificación uniforme de instrucciones (ejemplo: el código de operación se encuentra siempre en la misma posición en cada instrucción, la cual es siempre una palabra), lo que permite una decodificación más rápida.

Un conjunto de registros homogéneo, permitiendo que cualquier registro sea utilizado en cualquier contexto y así simplificar el diseño del compilador (aunque existen muchas formas de separar los ficheros de registro de entero y coma flotante).

Modos de direccionamiento simple con modos más complejos reemplazados por secuencias de instrucciones aritméticas simples.

Los tipos de datos soportados en el hardware (por ejemplo, algunas máquinas CISC tiene instrucciones para tratar con tipos byte, cadena) no se encuentran en una máquina RISC.

CARACTERÍSTICAS

Analizar las aplicaciones para encontrar las operaciones clave. Se refiere a que el diseñador deberá encontrar qué es lo que hacen en realidad los programas que se pretenden ejecutar.

Diseñar un bus de datos que sea óptimo para las operaciones clave. La parte medular de cualquier sistema es la que contiene los registros, el ALU y los 'buses' que los conectan.

Diseñar instrucciones que realicen las operaciones clave utilizando el bus de datos. Las instrucciones deben hacer un buen uso del bus de datos.

Agregar nuevas instrucciones sólo si no hacen más lenta a la máquina. Siempre que aparezca una nueva y atractiva característica, deberá analizarse y ver la forma en que se afecta al ciclo de bus.

Repetir este proceso para otros recursos. Por último, el proceso anterior debe repetirse para otros recursos dentro del sistema, tales como memoria caché, administración de memoria, coprocesadores de punto flotante, Por otra parte, es necesario considerar otros factores tales como: La disponibilidad de memorias grandes, 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.

PRINCIPIOS

A. Multiprocesadores de memoria distribuida: También denominados multiprocesadores vagamente acoplados (loosely coupled multiprocessors). Se caracterizan porque cada procesador sólo puede acceder a su propia memoria. Se requiere la comunicación entre los nodos de proceso para coordinar las operaciones y mover los datos.

B. Multiprocesadores de memoria compartida: También llamados multiprocesadores estrechamente acoplados (tightly coupled multiprocessors). Son sistemas con múltiples procesadores que comparten un único espacio de direcciones de memoria.

C. Los sistemas de memoria caché y el multiproceso: Los sistemas de memoria multinivel (caché) son un esfuerzo para evitar el número de peticiones realizadas por cada CPU al bus.

MULTIPROCESO MEMORIA CACHÉ

Programas más pequeños: Los programas al almacenarse en el disco duro contienen todas sus instrucciones. Si una de estas es capaz de hacer el trabajo de tres en un entorno RISC los archivos tendrán menos instrucciones y por lo tanto pesarán menos. Esto que parece en la actualidad una tontería debido al tamaño de los discos en los comienzos de la informática era vital. No se podía desperdiciar ni un solo byte.

Aceleración de ciertas utilidades: Existen muchos algoritmos que por su naturaleza funcionan mejor con operaciones más complejas. En algunos casos los micros incorporan bloques funcionales completos para acelerar con solo unas cuantas instrucciones operaciones que antes necesitaban de cientos. Quicksync y su capacidad para codificar o decodificar videos es un gran ejemplo de esto.

VENTAJAS

Unidad de control más compleja: Este tipo de instrucciones hace que la unidad de control tenga que tener más lógica lo cual lleva a un mayor tamaño y menos espacio para otros componentes.

Menor potencia que otros procesadores: Existen operaciones que se aceleran muchísimo con instrucciones complejas. Sobre todo, de índole matemática asociadas a simulaciones, tratamiento de señal, video, fotos.

Más bloqueos: En caso de que ejecutes las instrucciones una tras otra, lo cual no se hace en casi ningún procesador moderno que intenta hacerlo en el orden más adecuado, te puede ocurrir que la instrucción se quede esperando a que ciertos datos estén disponibles o a cualquier otro tipo de señal.

DESVENTAJAS

Hoy en día, los programas cada vez más grandes y complejos demandan mayor velocidad en el procesamiento de información, lo que implica la búsqueda de microprocesadores más rápidos y eficientes.En la década 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.

RESUMEN

Today, large and increasingly complex programs demand greater speed in processing information, which involves searching for faster, more efficient microprocessors.In the early sixties the micropramación, by its nature, was the most appropriate technique for existing memory technologies at that time and allowed also develop processors with upward compatibility. Accordingly, powerful processors were provided with instruction sets.

SUMMARY

Tanto RISC como CISC tienen características propias que ayudan a los usuarios; según sea la necesidad de cada uno, por lo tanto, el usuario escogerá la tecnología que más le convenga así que no se puede decir que una es superior a otra, sino que depende de la aplicación en la que se utilice. En un futuro no muy lejanos la tecnología RISC remplazara a la antigua CISC.Con la RISC los procesos son mucho más eficientes en cuanto a que supera de 2 a 3 a veces más su velocidad, capacidad y rendimiento en cuanto a la CISC sus procesos son mucho más lentos ya que es muy antigua. Todas las maquinas en el futuro gozaran de la RISC hasta que llegue otra superior y la desplace de su posición.

RECOMENDACIONES

Los avances y progresos en la tecnología de semiconductores, han reducido las diferencias en las velocidades de procesamiento de los microprocesadores con las velocidades de las memorias, lo que ha repercutido en nuevas tecnologías en el desarrollo de microprocesadores. La "era RISC" ha alcanzado a todos los fabricantes de semiconductores: AMD, Intel, MIPS, Motorola, ROSS, ...; y todos ellos son productos usados por fabricantes de ordenadores y estaciones de trabajo: Apple, DEC, HP, IBM, SUN, etc. y sus correspondientes clónicos.

CONCLUSIONES

Hoy en día, los programas cada vez más grandes y complejos demandan mayor velocidad en el procesamiento de información, lo que implica la búsqueda de microprocesadores más rápidos y eficientes.Los avances y progresos en la tecnología de semiconductores han reducido las diferencias en las velocidades de procesamiento de los microprocesadores con las velocidades de las memorias, lo que ha repercutido en nuevas tecnologías en el desarrollo de microprocesadores. Hay quienes consideran que en breve los microprocesadores RISC sustituirán a los CISC, pero existe el hecho que los microprocesadores CISC tienen un mercado de software muy difundido.

APRECIACIÓN DEL EQUIPO

Gracias

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