El documento discute tres áreas clave para mejorar el rendimiento de un procesador: la arquitectura, la tecnología de proceso y el encapsulado. Explica que mientras la tecnología de proceso y el encapsulado son importantes, la arquitectura es la que más diferencia hace en el rendimiento. Luego compara las arquitecturas CISC y RISC, detallando que CISC tiene instrucciones más complejas mientras que RISC tiene instrucciones más simples pero más registros.
2. 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. Aunque la tecnología de
proceso y de encapsulado son vitales en la elaboración de procesadores más rápidos, es
la arquitectura del procesador lo que hace la diferencia entre el rendimiento de una CPU (Control
Process Unit) y otra.
3. Los procesadores CISC (Complex Instruction Set Computer)
Tienen un repertorio con un número de instrucciones alto (200-300);
Estas instrucciones además son más complejas que las de RISC, con lo que la circuitería necesaria para
decodificación y secuenciación también aumenta, y la velocidad del proceso disminuye.
Como ventaja, tenemos que se necesitan menos instrucciones para ejecutar una tarea. Además, el formato de
las instrucciones es bastante variable (es decir, hay bastantes formatos). Por otro lado, el diseño hace que el
procesador tenga que realizar constantes accesos a memoria.
Ejemplo de CISC son los procesadores x86 de
Intel y 68xxxx de Motorola.
4. La microprogramación es una característica importante y esencial de casi todas las
arquitecturas CISC.
La microprogramación significa que cada instrucción de máquina es interpretada
por un microprograma localizado en una memoria en el circuito integrado del
procesador.
5. Los procesadores RISC
(Reduced Instruction Set Computer) tienen características opuestas a los CISC. Su juego de instrucciones es más
reducido (menos de 128).
Las instrucciones son más sencillas (con lo que se necesitarán más instrucciones para ejecutar una tarea).
El formato de instrucciones es fijo (o serán pocos formatos), con lo que el control del hardware es más sencillo y
se facilita la colocación de las instrucciones en la memoria, lo que implica que los accesos a la memoria se
aceleren. Por otra parte, estos accesos a memoria son menos frecuentes ya que el procesador posee un mayor
número de registros.
Estos procesadores son los que están presentes en las estaciones de trabajo. Como ejemplos podemos citar los
procesadores ALPHA de Digital Equipment, y los SuperSPARC y MicroSPARC de Sun Microsystems y Texas
Instruments.
6. Hoy, la mayoría de los procesadores CISC se basan en la arquitectura híbrida cisc-cisc-risc. Estos
diseños utilizan un decodificador para convertir instrucciones CISC en instrucciones RISC antes de la
ejecución. Esto permite que sean procesados por una base RISC, que realiza instrucciones simples muy
rápidamente. Tener una base RISC es ventajoso porque permite un funcionamiento que realza sus
mejores características, tales como la predicción y el mejor aprovechamiento de la técnica pipeline.
