Arquitectura Avanzada

Arquitecturas RISC

David A. Patterson (Berkeley) -> arquitecturas RISC I y II

El costo del hardware baja (evolución tecnológica) y el costo del Software sube (poco confiable, difícil de mantener)

Cuál es la forma más eficiente de generar lenguaje máquina?

− Aproximación CISC: ISAs complejas, con muchas instrucciones y modos de direccionamiento, incluyendo instrucciones de HLL. Compiladores simples.

− Aproximación RISC: simplificar el set de instrucciones adaptándolo a los requerimientos REALES de los programas (estudios). Cambio de estrategia.

Arquitectura de carga/almacenamiento, con pocos modos de direccionamiento. Un gran número de registros de uso general, cuya utilización se optimiza en el compilador.Repertorio de instrucciones limitado, sencillo y con formato fijo

Arquitectura load/store

 Las únicas instrucciones que referencian datos en memoria son las de carga y almacenamiento. Las demás operan solo con registros. Los accesos a memoria no pueden hacerse en un ciclo. Cuatro etapas en el pipeline para las instrucciones con referencia a memoria: FI – DI – CA (calcular dirección) – TR (transferir). La instrucción siguiente debe retardarse. Ver delayed load

Pocos modos de direcciona- miento

Además de los modos registro e inmediato, el principal modo de direccionamiento (y casi siempre el único) es el de desplazamiento (offset), con registro de 32 bits más un desplazamiento de 16 bits, solo utilizado para LOAD/STORE.

VENTAJAS

Oblea más pequeña. Un diseño entra antes en una determinada tecnología de integrados. Al evolucionar la tecnología permite incorporar cache, fp, etc. Menor consumo de potencia. Tiempo de desarrollo más cortó. Por lo tanto es más barato y mejor sintonizado con la tecnología. Mayor performance (discutible). Argumento: más simple implica Más rápido. Hicieron uno simple y comprobaron que al agregar instrucciones complejas desmejoraba.

Ciclo de clock corto y ejecución en un ciclo. Permite al microprocesador explotar a fondo la tecnología de memorias.

DESVENTAJAS

Menor densidad de código (discutible). Importante si la disponibilidad de memoria es crítica. Ocasiona un menor rendimiento del caché de instrucciones. ARM Thumb. No ejecutan código x86. Puede utilizarse simulación por software, pero no puedo fabricar una IBM PC compatible.

RISC vs. CISC

La comparación es difícil por varios motivos:

 No existe una pareja de máquinas RISC y CISC comparables en costo del ciclo de vida, nivel de tecnología, complejidad de hardware, sofisticación del compilador, soporte para el sistema operativo, etc.

 No existen los benchmarks definitivos.

 Es difícil separar los efectos del hardware de los efectos debidos a la habilidad en el diseño del compilador.

 En los últimos años, dado el aumento de la densidad de integración, ha habido una convergencia de las dos tecnologías.

Paralelismo

Para que esta estrategia funcione, la máquina debe convertir un programa ostensiblemente secuencial en otro que pueda ser ejecutado en paralelo y que genere el mismo resultado.

Arquitectura: Sistema con dos o más procesadores conectados de tal manera que les sea posible

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