Arquitetura de processadores

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Arquitetura CISC


O nome CISC (complex Instruction Set Computing ) vem do fato de considerar um conjunto de instruções com grande quantidade de endereçamento muito complexos, ou seja cada instrução faz muito, desta forma, o programa terá poucas instruções.
Em 1951 os projetos de novas instruções foram facilitados com o “nascimento” das microinstruções.
A criação de novas instruções épraticamente sem custo e sem aumento de espaço facilitando a criação de “famílias de processadores”
Os projetistas de arquitetura CISC consideram como fator determinantes três aspectos:
1. O uso de microcodigos;
2. Construções de complexas e eficientes instruções;
3. Criação de maquinas “de alto nível”
Juntos tais elementos iniciaram a construção dos processadores CISC por muito tempo,com a família Intel x86.
Densidade do código a ser executado – A arquitetura CISC tem como padrão compactar o código após ser compilado, desta forma não consome energia em excesso (essencial para os computadores antigos com memórias com baixa capacidade e alto custo)
Necessidade de compatibilidade com processadores anteriores – Uma das prioridades dos fabricantes dos processares é a necessidade decompatibilidade entre os processadores anteriores a sua criação, mantendo-se os códigos aplicando somente algumas melhorias, assim que quiser fazer um upgrade não precisaria trocar to a placa mãe, isso ocorreu com o 486 e o 386 e com a família Pentium.


Arquitetura RISC


Em meados de 1980 os pesquisadores se emprenharam na idéia de aumentar o desempenho dos computadores e procuraramaperfeiçoar as instruções mais simples e mais usadas e não as mais complexas que os processadores usam raramente.
Em 1982 David Pattrrterson juntamente com Carlos Séquim publicaram o PATT82, um estudo que identifica o desempenho, os parâmetros e os elementos da liguagem de alto nível. Esse estudo identifica uma nova arquitetura que poderia solucionar os problemas vigentes com a arquitetura vigente(CISC), e foi chamado de Arquitetura RISC pos criava processadores com pequenos conjuntos de instruções.
O programa responsável pela compilação dos dados utilizada pouco da sua grande capacidade. Por exemplo, para um programa executar uma soma em uma maquina de Arquitetura CISC sendo que um dos operandos esta no registrador e outro na memora levará um bom tempo para ser calculado (endereço de acessoa memória), em uma maquina de Arquitetura RISC este tempo é reduzido pois são usadas duas instruções (diferente da Arquitetura CISC que usa apenas uma instrução), e como são são mais simples são executadas de maneira mais rápida.


Características da Arquitetura RISC


Investigadores da IBM demonstra que os compiladores do momento não utilizavam a maioria das combinações ortogonais deendereçamento, outra descoberta foi que certas operações microcodificadas eram mais lentas.
Outro impulso dos processadores RISC vieram a partir de praticas no mundo real, Andrew Tanenbaum demonstrou que os processadores tinham tamanhos desproporcionais a\ sua capacidade, ou seja 98% dos processadores suportariam 13 bits mas a CPU armazenava 16 ou 64 bits.
Alguns pesquisadores focaram seus estudosem fazer com que as operações o mais rápido possível, demonstrando que o clock de uma CPU está limitado a sub- operação mais lenta, isso faz com que o ciclo diminua e o processo de instruções seja executado mais rapidamente no processador. O foco na instrução reduzida levou ao nome de “Computador com Conjunto Reduzido de Instruções” (RISC).
Verificou-se ainda que uma característica muitoimportante da Arquitetura RISC é que a memória externa só é acessada se o processador enviar uma instrução de armazenamento de carga, todas as outras funções foram limitadas aos registros internos, que simplificou os aspectos de design dos processadores permitindo que os mesmos tenham instruções de tamanho fixo, suas condutas mais simplificadas, e isolamento da lógica para que possa combater o atraso de...
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