Post on 22-Dec-2015
description
1
Arquitectura de Computadoras
Clase 15
RISC
Arquitectura según el modelo de Von Neumann
2
Arquitectura según el modelo de Von Neumann
�Dispone de una única memoria principal en la que se almacenan los datos y las instrucciones. A esta memoria se accede a través de un sistema de buses único:
�Bus de datos
�Bus de direcciones
�Bus de control
Arquitectura según el modelo HARVARD
3
Arquitectura según el modelo HARVARD
�Dispone de dos memorias:� Memoria de datos
� Memoria de Programa
�Además cada memoria dispone de su respectivo bus, lo que permite, que la CPU pueda acceder de forma independiente y simultánea a la memoria de datos y a la de instrucciones. Como los buses son independientes éstos pueden tener distintos contenidos en la misma dirección .
PROCESADORES
�CISC: Complex Instrution Set Computer.
�RISC: Reduced Instruction Set Computer.
4
Evolución de las CISCAl principio, la
memoria era costosa
La microprogramación facilita la construcción de funciones más complejas
Lenguaje máquina más potente (y complejo)
� Ocupan menos memoria
� Menos tiempode acceso a memoria
Objetivo:Minimizar los programas
(en memoria)
Los programas constan de menos instrucciones
ADEMÁS, se acorta la distancia con los lenguajes de alto nivel
Es más fácil construir compiladores
Arquitectura CISC
Características� Tendencia hacia un conjunto de instrucciones mas
ricas.� Mayor número de instrucciones e instrucciones más
complejas.� Formato de dos operandos, las instrucciones tienen
una fuente y un destino.� Comandos registro a registro, registro a memoria y
memoria a registro.� Multiples modos de direccionamiento a memoria.� Instrucciones de tamaño variable de acuerdo al modo
de direccionamiento.� Las instrucciones requieren varios ciclos de maquina
para poder ejecutarse
5
Arquitectura CISC
OBJETIVOS
�Facilitar el trabajo del programador.
�Mejorar la eficiencia de la ejecución a travésdel microcódigo.
� Instrucciones de maquina que se parecen a sentencias de lenguajes de Alto Nivel
�Simplificar los compiladores
Arquitectura CISC
Ventajas
�Microprogramación fácil de implementar.
�Maquinas altamente compatibles.
�Programas muy pequeños
�Uso efciciente de la memoria.
�Compilador menos complicado.
6
Arquitectura CISC
Desventajas
� Cada versión antigua del procesador contiene unsubconjunto de instrucciones de la nueva versión.
� Almacenamiento de instrucciones �Instrucciones deejecutan en distintos ciclos de reloj � Lentodesempeño.
� Muchas instrucciones de diferentes formatos ytamaños genera unidades de control compleja, lo cualafecta directamente a la perfomance del procesador
� Las instrucciones especializadas no son usadas, seutilizan aproximadamente el 20 % de las instruccionesdisponibles.
Arquitectura CISC
Otros comentarios�Producir programas pequeños y rápidos.�Programas pequeños � ventajas – ocupa
menos memoria � actualmente no es muyimportante.
�Programas rápidos � instruccionescomplejas � deben ser rápidas.
�Unidad de control compleja, elalmacenamiento del microprograma decontrol es grande � aumenta el tiempo deejecución de las instrucciones simples.
7
RISC
Principios RISCFormato regular
Instrucciones de longitud fija
Arquitecturaload/store
Direccionamientos
simples
Pocas Instrucciones y
sencillas
ArquitecturaHarvard
Arquitectura RISC
Características:
� Conjunto limitado de instrucciones y sencillo
� Gran número de registros de uso general
� Una instrucción por ciclo de maquina.
� Operaciones registro a registro (a excepción deoperaciones LOAD y STORE).
� Modos de direccionamiento sencillos.
� Formato de instrucciones sencillo.� Usa pocos formatos
� Longitud de instrucción fija
� No emplea microcódigo
8
Arquitectura RISC
Ventajas
�El desempeño RISC es dos o cuarto vecesmejor que el desempeño CISC, debido alpipeline.
�Hardware más simple.
�Ciclo de diseño corto.
�Las instrucciones son de longitud fija.
CISC frente a RISC
9
Comparación CISC vs RISC
Característica CISC
Intel 80486
RISC
Motorola 88000
Año de desarrollo 1989 1988
Nro. de Inst. 235 51
Tamaño de Inst. 1 - 11 4
Modos de Direccionamiento
11 3
Nro. de Registros 8 32
CISC vs RISC
�El método de procesamiento del RISC esmás eficiente y escalable.
�Facilitan el multiprocesamiento.
�Las técnicas convergen.
�Los procesadores tomas las instruccionesde CISC y las converten a RISC ->Ganacia en velocidad.
�El costo del procesador CISC es inferior anivel de usuario.
10
Maquinas CISC
�PDP-11.
�Intel 80x86.
�Familia Motorola 68000.
Maquinas RISC
�IBM – RS-6000.
�IBM – AS/400.
�Procesador Sparc de SunMicrosystem
�Motorola 88000
�Pentium Pro.