10. Tétel RISC- CISC Flashcards
RISC processzor jellemzői
Csökkentett utasítás és címzési mód készletű architektúra. (50-150 utasítás)
Jellemzői:
• Nincs olyan utasítás, amely a LOAD/STORE-t az aritmetikával kombinálja
• Minden műveletvégző utasítás regisztereket használ.
• Operatív tár elérése csak a LOAD/STORE utasításokkal lehetséges.
• 3 operandusos utasítások (r, r, r).
• Nagyszámú általános regiszterrel rendelkezik.
• Minden utasítás ugyanolyan hosszú.
• Bonyolult fordító programmal rendelkezik.
• Utasítás dekódolás általában huzalozott (hardveres).
• Az utasításokat lehetőleg 1 órajel ciklus alatt hajtja végre.
Hátrány: bonyolult utasítások: instrukció – szekvenciákkal nőhet a program mérete
Előny: gyors
CISC processzor jellemzői
• Jellemzően 2 operandusos utasítások.
• A második operandus lehet memória is.
• Nagyszámú utasításkészlet (akár több száz).
• Egy utasítással több elemi feladat megvalósítható.
• Nagy mikroprogam tár.
• Összetett, változó méretű utasítások (1 -60 byte típustól függően).
• Közvetlen memóriaelérés is lehetséges (a 2. operandus lehet memória címen is).
• Sokféle címzési mód.
• Az utasítások feldolgozása általában több ciklust vesz igénybe.
• Egyszerűbb a gép kódú programozás a nagyszámú utasítások miatt.
Előny: kompatibilitás
Fejlődési trend
Később (ma már) RISC mag beépítése CISC processzorokba a gyakori műveletek gyorsítására.
CISC: memória operandusok kezeléséhez további futószalag fokozatok beépítésére volt szükség.
Emiatt +2 fokozat: címszámítás és CACHE elérés
Trend: fokozatok száma nőtt -> ciklusidő csökken -> frekvencia növelhető
Futószalagok összefoglalása
Jelentősen növelhető lett a lehívott utasítások száma
Abszolút határ (időbeli párhuzamosság esetén) ->1 utasítás /óraciklus
További teljesítménynövelés csak más dimenziókban lehetséges
Kibocsátási párhuzamosság -> szuperskalár.
Utasításon belüli párhuzamosság ->multimédiás feldolgozás.
A futószalagos feldolgozás következményei
Probléma:
Sebesség növekedést operatív tár nem bírta -> kinyílt a sebesség olló, ezért kell:
• nagyobb sávszélesség
• vezérlés átadási utasítások kifinomult technikája
Kezelés:
• gyorsító tárak bevezetése (80-as évek)
• elágazás-kezelés (ugrási buborék) o módjai: 4 késleltetett ugrás (1 korai RISC)
a) feltétlen elágazás: n-1 ugrási buborék
b) feltételes elágazás +2 órajel ciklus (feltétel kiértékelés és az ugrási cím kiszámítása)
Elágazások kezelése
Elágazás kezelés (ugrási buborék = késleltetett ugrás)
• CISC CPU-knál beépítették a dekódolási egységbe a címszámító és a komparáló áramköröket
(korai CISC) => a dekódolási ciklus végére előáll az ugrási cím
• későbbi CISC fix előrejelzés (80486)
o feltételezi, hogy mindig ugrik
o elkezdi az utasítás végrehajtását a megbecsült irányban
o kiküszöböli a kibocsátási blokkolást
Feloldatlan feltételes utasítások
a = x / y
if a <10
Nagy látenciával (késleltetéssel) rendelkeznek.
Ez blokkolja a kibocsátást még az 1. generációs szuperskalároknál is.
Kezelés: spekulatív elágazásbecsléssel.
• Feloldatlan elágazás esetén megbecsülik a folytatási irányt, és annak megfelelően hívják le az
utasításokat.
• Mikor kiértékelődik a feltétel, o Amennyiben a becslés helyes volt, folytatódik a feldolgozás.
o Amennyiben hibás, akkor a hibás irányba lehívott utasításokat eldobják, és megkezdődik
a lehívás a helyes irányban.
