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V ARQUITETURAS RISC E CISC

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ARQUITETURAS RISC X CISC

HISTRICO CARACTERSTICAS DAS ARQUITETURAS CISC CARACTERSTICAS DAS ARQUITETURAS RISC

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HISTRICOPercentagem de Ocorrncia de Comandos em Programas (Fortran)ASSIGN - 47% (ponteiro)IF - 23% CALL - 15% (invoca uma rotina)LOOP - 6%GOTO - 3%OUTRAS-7% (aritmticas, lgicas, etc.)O problema principal refere-se ao aumento de desempenho do processador por meio de reduo do tempo e quantidade de acessos de acessos memria.

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EXEMPLOInstruo CISC (Intel/AMD):ADD reg1, reg2 BHaver um gasto de tempo para se calcular o endereo de acesso memria, ao somar-se o valor B com o contedo do registrador reg2.

Instruo RISC:MOV reg2, BADD reg1, reg2Foram usadas duas instrues, mas sua construo mais simples e suaexecuo bem mais rpida, de modo que o tempo total ser menor.

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HISTRICO

Pesquisas na IBM (J. Cocke) 1970 IBM 801 - RS 6000 Power PC Pesquisas na Univ. Stanford (J. Hennessy) - MIPS Pesquisas na Univ. Berkeley (D. Patterson) RISC 1 e 2 -SPARC

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ASPECTOS BSICOS - CISC1. Uso do microcdigo2. Construo de conjuntos com instrues completas e

eficientes (completeza no conjunto)3. Criao de instrues de mquina de alto nvel, ou seja,

com complexidade semelhante dos comandos de alto nvel

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MICROCDIGOCdigo de muito baixo nvel que define como um processador funciona.Depois que a unidade de busca pegou a instruo requisitada pelo processador para ser processada, ela a envia para a unidade de decodificao. Ela faz isso atravs de consulta memria ROM que existe dentro do processador, chamada microcdigo. Cada instruo que um determinado processador compreende possui seu prprio microcdigo. O microcdigo vai ensinar ao processador o que fazer.

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CARACTERSTICAS DAS ARQUITETURAS CISCa) Formato de dois operandos mais comum Instrues com

campos origem e destino, como a instruo ADD CX, mem(subtrair o valor na memria do valor do registrador CX e colocar Resultado no registrador CX)

b) Uso de modos registrador para registrador, registrador para memria, e memria para registrador

c) Uso de mltiplos modos de endereamento para memria, incluindo indexao para o caso de vetores

d) Instrues com largura varivel, com quantidade de bytes variando de acordo com o modo de endereamento utilizado

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CARACTERSTICAS DAS ARQUITETURAS CISCe) As instrues requerem mltiplos ciclos do relgio para

completar e execuo, alm do que a quantidade desse ciclos varia conforme a largura das instrues

f) O hardware possui poucos registradores, devido ao fato de possuir muitas instrues com acesso memria e por causa da limitao de espao no chip usado para memria de controle (microcdigo), decodificao, etc

g) Alm de poucos, h tambm registradores especializados, como o registrador de controle (para cdigos de condio ou flag, que instrues aritmticas possuem); de segmento, para o ponteiro da pilha, para tratamento de interrupes e outros.

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CARACTERSTICAS DAS ARQUITETURAS CISC

POR QUE MUITAS INSTRUES?Para facilitar a tarefa dos compiladores (bem como seu projeto e implementao)Reduzindo o GAP entre o comando do cdigo fonte e as instrues do cdigo objeto.

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CARACTERSTICAS DAS ARQUITETURAS RISC

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AINDA PROCESSADORES RISC

* Devem completar cada instruo em 1 ciclo de relgio* Possuem grande quantidade de registradores, com o propsitode reduzir acesso memria. Os dados permanecem nosregistradores sendo reutilizados de l e no da memria.* Acesso memria apenas para buscar (inicialmente) o dado e retornar eventual resultado de operao)Somente instrues LOAD e STORE.Todas as operaes usam instrues que manipulam dados nosregistradores (so menores em largura e mais rpidas).

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INCONVENIENTE PARA OS PROCESSADORES RISC

Devido a pouca quantidade de instrues os Compiladores para processadores RISC trabalham mais no processo de gerao do cdigo objeto.So mais complexos de desenvolver.

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EXEMPLOS DE PROCESSADORES

CISC IBM/64; Intel Pentium 1, II, III e alguns modelosP4, bem como os correspondentes AMD (mesmaarquitetura X86)RISC - Berkeley RISC 1 SPARC - MIPS RS6000 Power PC, ARM (celulares, palms, embutidos, etc)CRISC - Intel i3, i5, i7

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Caractersticas de alguns processadores RISC

Caractersticas RISC CISCMIPS R4000 RS/6000 VAX/780 Intel/486

Quant. Intrues 94 183 303 235Modos de Endere. 1 4 22 11Largura Intru. (Bytes) 4 4 2-57 1-12Qtde. Reg. Dados 32 32 16 6

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ARQUITETURA DO SISTEMA RS/6000 (IBM)

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ARQUITETURA DO SISTEMA MIPS/R2000 (MIPS)

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ARQUITETURA DO SISTEMA ALPHA (DEC COMPAQ HP)

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ARQUITETURA DO SISTEMA ARM (Advanced Risc Machine)

- Desenvolvida (1983) pela empresa Acorn (atualmente licencia)- Baixo custo baixo consumo de energia (poucos transistores)- Exemplos: celulares tablets console jogos- Caractersticas, tpicas de arquitetura RISC:

Palavra de 32 bits Bastante registradores (32 de emprego geral) Apenas instrues LOAD/STORE para acesso memria Instrues d etamanho fixo Instrues aritmticas com 3 operandos Coprocessador (extende uso do processador)