Ипы микропроцессоров: MISC, CISC.
CISC (англ. Complex instruction set computing, или англ. Complex instruction set computer С компьютер с комплексным набором команд) С концепциЯ проектированиЯ процессоров, котораЯ характеризуетсЯ следующим набором свойств:
· нефиксированное значение длины команды;
· арифметические действиЯ кодируютсЯ в одной команде;
· небольшое число регистров, каждый из которых выполнЯет строго определЮнную функцию.
‹юбой CISC-процессор уступает RISC-процессорам по количеству выполнЯемых операций в секунду.
Ќедостатки CISC архитектуры
· высокаЯ стоимость аппаратной части;
· сложности с распараллеливанием вычислений.
Њетодика построениЯ системы комманд CISC противоположна другой методике - RISC. ђазличие этих концепций состоит в методах программированиЯ, а не в реальной архитектуре процессора. Џрактически все современные процессоры эмулируют наборы команд как RISC так и CISC типа.
MISC (Minimal Instruction Set Computer) С процессор, работающий с минимальным набором длинных команд.
“величение разрЯдности процессоров привело к идее укладки нескольких команд в одно большое слово. ќто позволило использовать возросшую производительность компьютера и его возможность обрабатывать одновременно несколько потоков данных.
Џроцессоры, образующие Зкомпьютеры с минимальным набором командИ MISC, как и процессоры RISC, характеризуютсЯ небольшим числом чаще всего встречающихсЯ команд.
‚месте с этим, принцип З очень длинных слов команд И VLIW обеспечивает выполнение группы команд за один цикл работы процессора. ЏорЯдок выполнениЯ команд распределЯетсЯ таким образом, чтобы в максимальной степени загрузить маршруты, по которым проходЯт потоки данных.
|
|
’аким образом, архитектура MISC объединила вместе суперскалЯрную RISC и VLIW концепции.
Љомпоненты такого процессора просты и работают с высокими скоростЯми.
ипы микропроцессоров: RISC, VLIW.
RISC (Reduced Instruction Set Computing) С вычислениЯ с сокращЮнным набором команд.
ќто философиЯ проектировки процессоров, котораЯ во главу ставит следующий принцип: более компактные и простые инструкции выполнЯютсЯ быстрее. ЏростаЯ архитектура позволЯет как удешевить процессор, так и поднЯть тактовую частоту. Њногие ранние RISC-процессоры даже не имели команд умножениЯ и делениЯ.
Њикропроцессоры типа RISC содержат только набор простых, чаще всего встречающихсЯ в программах команд. Џри необходимости выполнениЯ более сложных команд в микропроцессоре производитсЯ их автоматическаЯ сборка из простых. ‚ этих ЊЏ все простые команды имеют один размер и на выполнение каждой из них тратитсЯ один машинный такт (на выполнение даже самой короткой команды из системы CISC обычно тратитсЯ четыре такта).
•арактерные особенности RISC-процессоров:
- фиксированнаЯ длина машинных инструкций (например, 32 бита) и простой формат команды.
- одна инструкциЯ выполнЯет только одну операцию с памЯтью С чтение или запись. Ћперации вида Зпрочитать-изменить-записатьИ отсутствуют.
- большое количество регистров общего назначениЯ (32 и более).
VLIW (Very long instruction word С Зочень длиннаЯ машиннаЯ командаИ) С архитектура процессоров с несколькими вычислительными устройствами. Ћдна инструкциЯ процессора содержит несколько операций, которые выполнЯютсЯ параллельно.
|
|
‚ суперскалЯрных процессорах также есть несколько вычислительных модулей, но задача распределениЯ между ними работы решаетсЯ аппаратно. ќто сильно усложнЯет процессор и может быть чревато ошибками. ‚ процессорахVLIW задача распределениЯ решаетсЯ во времЯ компилЯции и в инструкциЯх Явно указано, какое вычислительное устройство должно выполнЯть какую команду.
Џреимущества и недостатки
Џодход VLIW сильно упрощает архитектуру процессора, перекладываЯ задачу распределениЯ вычислительных устройств на компилЯтор. Џоскольку отсутствуют большие и сложные узлы, значительно снижаетсЯ энергопотребление.
‚ то же времЯ, код длЯ VLIW обладает невысокой плотностью.?з-за большого количества пустых инструкций длЯ простаивающих устройств программы длЯ VLIW-процессоров могут быть гораздо длиннее, чем аналогичные программы длЯ традиционных архитектур.
Ђрхитектура VLIW выглЯдит довольно непривычной длЯ программиста.?з-за сложных внутренних зависимостей кода, программирование на уровне машинных кодов длЯ VLIW-архитектур вручную практически невозможно.ЏриходитсЯ полагатьсЯ на оптимизацию компилЯтора, который сам может содержать ошибки.