Valutazione del microprocessore

Il primo microprocessore introdotto nel 1971 era un microprocessore a 4 bit con 4m5KB di memoria e aveva un set di 45 istruzioni. Negli ultimi 5 decenni la velocità del microprocessore è raddoppiata ogni due anni, come previsto da Gordon Moore, co-fondatore di Intel. Gli attuali microprocessori possono accedere a 64 GB di memoria. A seconda dell'ampiezza dei dati che i microprocessori possono elaborare, appartengono a queste categorie

  • 8-bit
  • 16-bit
  • 32-bit
  • 64-bit

La dimensione del set di istruzioni è un'altra considerazione importante durante la categorizzazione dei microprocessori. Inizialmente, i microprocessori avevano set di istruzioni molto piccoli perché l'hardware complesso era costoso e difficile da costruire.

Con lo sviluppo della tecnologia per superare questi problemi, sono state aggiunte istruzioni sempre più complesse per aumentare la funzionalità del microprocessore. Tuttavia, presto ci si rese conto che disporre di set di istruzioni di grandi dimensioni era controproducente poiché molte istruzioni che venivano utilizzate raramente rimanevano inattive su uno spazio di memoria prezioso. Così la vecchia scuola di pensiero che supportava set di istruzioni più piccoli ha guadagnato popolarità.

Impariamo di più sui due tipi di microprocessori in base al loro set di istruzioni.

RISC

RISC sta per Reduced Instruction Set Computers. Ha una piccola serie di istruzioni altamente ottimizzate. Anche istruzioni complesse vengono implementate utilizzando istruzioni più semplici, riducendo le dimensioni del set di istruzioni. La filosofia di progettazione per RISC incorpora questi punti salienti:

  • Il numero di istruzioni dovrebbe essere minimo.
  • Le istruzioni dovrebbero essere della stessa lunghezza.
  • Dovrebbero essere utilizzate modalità di indirizzamento semplici
  • Riduci i riferimenti alla memoria per recuperare gli operandi aggiungendo registri

Alcune delle tecniche utilizzate dall'architettura RISC includono:

  • Pipelining- Una sequenza di istruzioni viene recuperata anche se significa sovrapposizione di istruzioni durante il recupero e l'esecuzione.

  • Single cycle execution - La maggior parte delle istruzioni RISC richiede un ciclo della CPU per essere eseguita.

Esempi di processori RISC sono Intel P6, Pentium4, AMD K6 e K7, ecc.

CISC

CISC sta per Complex Instruction Set Computers. Supporta centinaia di istruzioni. I computer che supportano CISC possono svolgere un'ampia varietà di attività, rendendoli ideali per i personal computer. Queste sono alcune caratteristiche dell'architettura CISC:

  • Set di istruzioni più ampio
  • Le istruzioni sono di lunghezza variabile
  • Modalità di indirizzamento complesse
  • Le istruzioni richiedono più di un ciclo di clock
  • Funziona bene con compilatori più semplici

Esempi di processori CISC sono Intel 386 e 486, Pentium, Pentium II e III, Motorola 68000, ecc.

EPICO

EPIC sta per Explicitly Parallel Instruction Computing. È un'architettura di computer che è un incrocio tra RISC e CISC, cercando di fornire il meglio di entrambi. Le sue caratteristiche importanti includono:

  • Istruzioni parallele anziché larghezza fissa
  • Meccanismo per comunicare il piano di esecuzione del compilatore all'hardware
  • I programmi devono avere una semantica sequenziale

Alcuni processori EPIC sono Intel IA-64, Itanium, ecc.