Arquitectura risc
- 1. Universidad Politécnica Amazónica MICROPROCESADORES Thalía Serrano Díaz Vannesa Salazar Ugaz ARQUITECTURA DE UN MICROPROCESADOR
- 2. Definición Es un tipo de microprocesador con las siguientes características: Instrucciones de tamaño fijo y presentadas en un reducido número de formatos. Sólo las instrucciones de carga y almacenamiento acceden a la memoria de datos. Además con estos procesadores suelen disponer de muchos registros de propósito general.
- 3. Características Load/Store • Simplifica el direccionamiento y acorta los tiempos de los ciclos de la CPU, facilita la gestión de los fallos de páginas (page faults) y Permite un elevado nivel de concurrencia. Arquitectura no destructiva de tres direcciones. • tiene tres direcciones que contienen los campos de dos operandos y de su resultado. Instrucciones simples • Reducen de manera muy significativa el esfuerzo para su descodificación, y favorecen su ejecución en pipelines.
- 4. Características Ausencia de microcódigo. • Todas las funciones y el control, en los procesadores RISC, están "cableados" (hardwired), para lograr una máxima velocidad y eficiencia. Ejecución en conductos (pipelines). • Las instrucciones simples, de formato fijo y ciclo único permiten que las diferentes etapas de los ciclos de ejecución, descodificación, ejecución, y escritura del resultado o result write-back) para instrucciones múltiples, se puedan realizar simultáneamente, de un modo más simple y eficaz. Ejecución en ciclos únicos (single- cycle). • una única instrucción puede ser ejecutada a la misma velocidad que una microinstrucción.
- 5. Principios Analizar las aplicaciones para encontrar las operaciones clave. Diseñar un bus de datos que sea óptimo para las operaciones clave. Diseñar instrucciones que realicen las operaciones clave utilizando el bus de datos. Agregar nuevas instrucciones sólo si no hacen más lenta a la máquina. Repetir este proceso para otros recursos.
- 6. Multiproceso Es difícil dar una definición exacta de un sistema multiprocesador, aunque podemos establecer una clasificación de los sistemas de procesadores en:
- 7. Multiproceso SISD: una sola secuencia de instrucciones opera sobre una sola secuencia de datos. SIMD: una sola secuencia de instrucciones opera, simultáneamente, sobre múltiples secuencias de datos. MISD: múltiples secuencias de instrucciones operan, simultáneamente, sobre una sola secuencia de datos. MIMD: múltiples secuencias de instrucciones operan, simultáneamente, sobre múltiples secuencias de datos.
- 8. Multiproceso El sistema en que la memoria está conectada a los nodos de proceso establece el primer nivel de distinción entre diferentes sistemas multiprocesador: Multiprocesadores de memoria distribuida (distributed-memory multiprocessors). Multiprocesadores de memoria compartida (shared-memory multiprocessors).
- 9. Memoria Caché Los sistemas de memoria multinivel (caché) son un esfuerzo para evitar el número de peticiones realizadas por cada CPU al bus. Los caches son pequeñas y rápidas (y por tanto caras) memorias, que hacen de tampón (buffer) entre la CPU y la memoria externa, para mantener los datos y/o instrucciones. Se basan en el principio de la "localidad", lo que significa que, dada la fundamental naturaleza secuencial de los programas, los siguientes datos o instrucciones requeridas, estarán localizadas inmediatamente a continuación de las actuales.
- 10. Ventajas Énfasis en el software Incluye el multi-reloj, instrucciones reducida Inter – registro: “CARGA” y “ALMACÉN” incorporado en instrucciones Altos ciclos por segundo, tamaños de código pequeños Transistores usados para almacenar instrucciones complejas
- 11. Desventajas 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
- 12. Resumen RISC es una filosofía de diseño de CPU para computadora que está a favor de conjuntos de instrucciones pequeñas y simples que toman menor tiempo para ejecutarse. El tipo de procesador más comúnmente utilizado en equipos de escritorio, el x86, está basado en CISC en lugar de RISC, aunque las versiones más nuevas traducen instrucciones basadas en CISC x86 a instrucciones más simples basadas en RISC para uso interno antes de su ejecución.
- 13. Conclusiones Risc es una arquitectura de computador aplicada a los dispositivos móviles o portables los cuales no necesitan gran cantidad de procesamiento en datos. La arquitectura RISC ofrece mayor velocidad pero debido a esto se crea una necesidad de memoria rápida.