DIFERENCIAS ENTRE ARQUITECTURA Y MICROARQUITECTURA
En computación, una microarquitectura es una descripción del circuito eléctrico de una computadora, de la unidad central de proceso o del procesador digital de señal, que es suficiente para describir completamente el funcionamiento del hardware.
En ámbitos académicos, suele emplearse el término "organización de la computadora", mientras que en la industria de la computación suele utilizarse el término microarquitectura. Ambas palabras son sinónimos.
La microarquitectura y la arquitectura de conjunto de instrucciones constituyen la arquitectura de computadora.
Microarquitectura vs. arquitectura de conjunto de instrucciones
La microarquitectura debe distinguirse de la arquitectura de conjunto de instrucciones. Esta última es una imagen abstracta de un sistema de computación como sería visto por un programador en lenguaje máquina, e incluye el conjunto de instrucciones, modos de dirección de memoria, registros del procesador, y formatos de direcciones y datos.
La microarquitectura, en cambio, es de nivel más inferior, más concreto. Muestra las partes constituyentes del sistema y cómo se interconectan e interoperan, para así implementar la especificación de arquitectura.
Diferentes máquinas podrían tener una misma arquitectura de conjunto de instrucciones, y así ser capaces de ejecutar los mismos programas, sin embargo pueden tener diferentes microarquitecturas.
Estas diferentes microarquitecturas (junto con los avances en las tecnologías de fabricación de semiconductores) son las que permiten nuevas generaciones de procesadores que permiten alcanzar mejores niveles de performance comparadas con las generaciones previas. En teoría, una única microarquitectura (especialmente si ésta incluye microcódigo) podría ser usada para implementar dos conjuntos de instrucciones diferentes, por la programación de dos almacenes de control diferentes (el almacén de control almacena el microprograma del CPU).
Representación de una microarquitectura
La microarquitectura de una máquina, generalmente es representada empleando un digrama de bloques que describe las interconexiones entre registros, buses y bloques funcionales de la máquina. Esta descripción incluye el número de unidades de ejecución, el tipo de las unidades de ejecución (como punto flotante, entero, SIMD, etc.), la naturaleza del pipelining, el diseño de la memoria caché y el soporte de periféricos.
El esquema físico del circuito, las construcciones de hardware y otros detalles físicos son llamados implementación
En ámbitos académicos, suele emplearse el término "organización de la computadora", mientras que en la industria de la computación suele utilizarse el término microarquitectura. Ambas palabras son sinónimos.
La microarquitectura y la arquitectura de conjunto de instrucciones constituyen la arquitectura de computadora.
Microarquitectura vs. arquitectura de conjunto de instrucciones
La microarquitectura debe distinguirse de la arquitectura de conjunto de instrucciones. Esta última es una imagen abstracta de un sistema de computación como sería visto por un programador en lenguaje máquina, e incluye el conjunto de instrucciones, modos de dirección de memoria, registros del procesador, y formatos de direcciones y datos.
La microarquitectura, en cambio, es de nivel más inferior, más concreto. Muestra las partes constituyentes del sistema y cómo se interconectan e interoperan, para así implementar la especificación de arquitectura.
Diferentes máquinas podrían tener una misma arquitectura de conjunto de instrucciones, y así ser capaces de ejecutar los mismos programas, sin embargo pueden tener diferentes microarquitecturas.
Estas diferentes microarquitecturas (junto con los avances en las tecnologías de fabricación de semiconductores) son las que permiten nuevas generaciones de procesadores que permiten alcanzar mejores niveles de performance comparadas con las generaciones previas. En teoría, una única microarquitectura (especialmente si ésta incluye microcódigo) podría ser usada para implementar dos conjuntos de instrucciones diferentes, por la programación de dos almacenes de control diferentes (el almacén de control almacena el microprograma del CPU).
Representación de una microarquitectura
La microarquitectura de una máquina, generalmente es representada empleando un digrama de bloques que describe las interconexiones entre registros, buses y bloques funcionales de la máquina. Esta descripción incluye el número de unidades de ejecución, el tipo de las unidades de ejecución (como punto flotante, entero, SIMD, etc.), la naturaleza del pipelining, el diseño de la memoria caché y el soporte de periféricos.
El esquema físico del circuito, las construcciones de hardware y otros detalles físicos son llamados implementación
Ejemplo de una miroarquitectura de AMD
Resumen de la arquitectura y microarquitectura
- Arquitectura
- Recursos accesibles para el programador
- Registros
- Set de instrucciones
- Estructuras de memoria (descriptores de segmento, de pagina, etc.)
- Estos recursos se mantienen y evolucionan a lo largo de los diferentes modelos de procesadores de esa arquitectura
- Micro Arquitectura
- Implementacion en el silicio de la arquitectura.
- Es lo que hay detr ´as del set de registros y del modelo de programacion
- Puede ser muy simple o sumamente compleja.
- La arquitectura IA-32 se inicia con el procesador 80386 en 1985 y llega hasta el procesador Intel que actualmente se comercializa.
- Esto se traduce en diferentes generaciones de Micro-Arquitectura para mas de 15 modelos de procesadores.
Consiste en la busqueda racional de equilibrio entre factores contrapuestos de costo y servicio en condiciones tecnologicas continuamente variables. En otras palabras es el balance adecuado en el uso de dos o mas recursos.
Trade-off se refiere, generalmente, a perder un tipo de cualidad, pero ganando otro tipo de cualidad. Esto implica que una decisión es tomada teniendo bien en cuenta que tiene tanto un lado bueno como un lado ruin.
Un ejemplo de trade-off es en el juego de ajedrez, donde jugadores de nivel avanzado crean, en el comienzo de la partida, sacrificando peones para la obtención de mejor calidad en el juego, como por ejemplo, movilidad entre las piezas, teniendo como consecuencia un buen desempeño a lo largo del juego.
SET DE INSTRUCCIONES
Es el conjunto completo de instrucciones, y todas sus variantes, que un procesador puede ejecutar.
Las instrucciones incluyen:
- Aritmética (suma, resta).
- Instrucciones lógicas (and, or, not).
Instrucciones de datoscomo mover (move), entrada (input), salida (output), cargar (load), y almacenar (store). Instrucciones de control de flujo como goto, if, call y return.
CISC:
Complex Instruction Set Computer
Juego de Instrucciones Complejo, mas de 80 instrucciones
RISC
Reduced Instruction Set Computer
Juego de Instrucciones Reducido, unas 35 instrucciones. Los microcontroladores PICmicro son de este tipo.
SISC
Specific Instruction Set Computer
Juego de Instrucciones Especifico.
Hennessy, J.L., & Patterson, D.A. 2003. Computer Architecture. A Quantitative Approach. 3 edn.
Morgan Kaufmann Publishers.
- Electronicaestudio. (2008). Obtenido de http://www.electronicaestudio.com/docs/instrucciones_1.pdf
-
Wikipedia. (09 de octubre de 2012). Recuperado el 20 de octubre de 2012, de http://es.wikipedia.org/wiki/Trade-off
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