Unidad IV.
Actividad 1.
RISC significado : En arquitectura computacional, RISC (del inglés Reduced Instruction Set Computer, en español Computador con Conjunto de Instrucciones Reducidas) es un tipo de diseño de CPU generalmente utilizado en microprocesadores o microcontroladores.
Además estos procesadores suelen disponer de muchos registros de propósito general.
El objetivo de diseñar máquinas con esta arquitectura es posibilitar la segmentación y el paralelismo en la ejecución de instrucciones y reducir los accesos a memoria. Las máquinas RISC protagonizan la tendencia actual de construcción de microprocesadores. PowerPC, DEC Alpha, MIPS, ARM, SPARC son ejemplos de algunos de ellos.
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.
Funcionamiento : La meta principal es incrementar el rendimiento del procesador, ya sea optimizando alguno existente o se desee crear uno nuevo. Para esto se deben considerar tres áreas principales a cubrir en el diseño del procesador y estas son:
- La arquitectura.
- La tecnología de proceso.
- El encapsulado.
La tecnología de proceso, se refiere a los materiales y técnicas utilizadas en la fabricación del circuito integrado, el encapsulado se refiere a cómo se integra un procesador con lo que lo rodea en un sistema funcional, que de alguna manera determina la velocidad total del sistema.
Aplicaciones: Eliminación de incompatibilidades mediante el establecimiento de estándares respecto al hardware de sistemas y la utilización de los recursos de arquitectura por el software de sistemas y de aplicación.
Una de las causas más importantes de incompatibilidad a nivel de hardware es naturalmente la diferente presentación de datos (asignación de bytes). Con la mayor difusión de los sistemas de proceso cooperativo en red, resulta cada vez más necesario adaptar las formas de presentación de datos. En consecuencia, algunos fabricantes ofrecen variantes de procesador que, además de la forma de presentación propia utilizada, permiten un reordenamiento en la lectura de los datos de la memoria. Cuando no exista este software de conversión, deberá ser creado de acuerdo con las características de memoria.
Características: En pocas palabras esto significa que para cualquier nivel de desempeño dado, un chip RISC típicamente tendrá menos transistores dedicados a la lógica principal. Esto permite a los diseñadores una flexibilidad considerable; así pueden, por ejemplo:
- Incrementar el tamaño del conjunto de registros.
- Mayor velocidad en la ejecución de instrucciones.
- Implementar medidas para aumentar el paralelismo interno.
- Añadir cachés enormes.
- Añadir otras funcionalidades, como E/S y relojes para minicontroladores.
- Construir los chips en líneas de producción antiguas que de otra manera no serían utilizables.
- No ampliar las funcionalidades, y por lo tanto ofrecer el chip para aplicaciones de bajo consumo de energía o de tamaño limitado.
Las características que generalmente son encontradas en los diseños RISC son:
- 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.
influencia de la tecnología en los microprocesadores RISC:
familia MIPS
Estado Actual : Primeras pruebas de producción
Velocidad de reloj Prevista : 200 Mhz
Rendimiento Estimado : 300 SPECint92 y 600 SPECfp92
Proceso de Fabricación : CMOS
Tamaño de la Tecnología de Proceso : 0'35 micras
Ventajas Tecnológicas :
Este chip de 64 bits tiene cinco pipelines funcionales, por lo que puede llegar a ejecutar cinco instrucciones por
Ciclo de reloj. Con dos unidades de coma flotante de precisión doble, el R10000 esta optimizado para sostener un alto rendimiento de coma flotante.
Desventajas Tecnológicas :
Para optimizar el rendimiento, la memoria cache secundaria externa tiene que fabricarse con costosa tecnología SRAM.