Студопедия — Классификация архитектур современных микропроцессоров. Архитектуры с полным и сокращенным набором команд, суперскалярная архитектура
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Классификация архитектур современных микропроцессоров. Архитектуры с полным и сокращенным набором команд, суперскалярная архитектура






По системам команд и способам адресации различают:

- система с полным набором команд CISC (Complex Instruction Set Computer);

- система с сокращенным набором команд RISC (Reduced Instruction Set Computer);

- суперскалярные архитектуры VLIW (Very Long Instruction Word);

CISC архитектура выполняет большой набор разноформатных команд и использует множество способов адресации. Эта архитектура начала развиваться в сороковых годах ХХ века с появлением микропроцессора. Типичный представитель – Intel Pentium, выполняющий до 200 различных команд, которые имеют длину от 1 до 15 байт и реализует более 10 способов адресации. Такое разнообразие в системе команд и способах адресации позволяет программистам создавать наиболее эффективные алгоритмы для решения различных задач.

Недостатки системы: относительно сложная аппаратура, это приводит к увеличению стоимости кристалла и снижению производительности. Известно, что большинство команд и способов адресации в конкретной задаче не используются. При этом устройство управления занимает от 50-70 % кристалла. Все недостатки привели к появлению в начале восьмидесятых годов RISC архитектуры с сокращенным набором команд. Для нее характерно использование ограниченных команд фиксированного формата, сокращения числа способов реализации, количество команд не превышает 100.

Недостатки системы:

1) большая разница между машинным кодом и языком высокого уровня, из этого следует усложнение компилятора;

2) известно, что наиболее часто используемые команды – команды загрузки из памяти, следовательно, чтобы повысить производительность процессор должен обращаться не к памяти, а к регистру общего назначения.

Существует 2 способа:

- аппаратный способ: наращивание регистра общего назначения;

- программный способ: ложится на компилятор.

В этом случае для каждого участника программы нужно обеспечить своевременную загрузку операндов в РОН.

3) использование конвейерного выполнения команд

VLIW архитектура появиласьв начале девяностых годов ХХ века, идея заключалась в использовании длинных командных слов (до 128 бит). Отдельные поля этого слова содержат коды, обеспечивающие выполнение нескольких операций, т.е. в структуре процессора есть несколько операционных устройств, способных параллельно выполнять операции.

В качестве признака используется вариант реализации памяти и способы выборки команд и данных. Различают:

- принстонскую архитектуру (архитектура Фон-Неймана);

- гарвардская архитектура.

Для архитектуры Фон-Неймана характерно использование общей памяти для хранения команд и данных. Для обращения к этой памяти используется общая шина. Достоинства данной архитектуры:

- наличие общей памяти позволяет активно распределять ее между командами и данными;

- использование единой шины упрощает отладку системы и контроль.

Главный недостаток этой архитектуры – из-за общей шины команды и данные из памяти выбираются последовательно, при этом системная шина становится «узким местом».

Для гарвардской архитектуры характерно физическое разделение памяти команд и данных. Каждая память соединена с процессором отдельной шиной. Это позволяет совмещать по времени выборку команд и чтение/запись данных. Недостатки данной архитектуры:

- фиксированный объем памяти команд и данных;

- более сложная структура из-за необходимости проводить отдельные шины.

В настоящее время гарвардская архитектура широко применяется на уровне процессора (отдельно кэш-данные и кэш-команды), а на уровне системы и системы общего назначения применяется архитектура Фон-Неймана.








Дата добавления: 2015-06-15; просмотров: 657. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

Примеры задач для самостоятельного решения. 1.Спрос и предложение на обеды в студенческой столовой описываются уравнениями: QD = 2400 – 100P; QS = 1000 + 250P   1.Спрос и предложение на обеды в студенческой столовой описываются уравнениями: QD = 2400 – 100P; QS = 1000 + 250P...

Дизартрии у детей Выделение клинических форм дизартрии у детей является в большой степени условным, так как у них крайне редко бывают локальные поражения мозга, с которыми связаны четко определенные синдромы двигательных нарушений...

Педагогическая структура процесса социализации Характеризуя социализацию как педагогический процессе, следует рассмотреть ее основные компоненты: цель, содержание, средства, функции субъекта и объекта...

Задержки и неисправности пистолета Макарова 1.Что может произойти при стрельбе из пистолета, если загрязнятся пазы на рамке...

Вопрос. Отличие деятельности человека от поведения животных главные отличия деятельности человека от активности животных сводятся к следующему: 1...

Расчет концентрации титрованных растворов с помощью поправочного коэффициента При выполнении серийных анализов ГОСТ или ведомственная инструкция обычно предусматривают применение раствора заданной концентрации или заданного титра...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия