Микропроцессоры типа RISC

Микропроцессоры типа RISC содержат набор только простых, чаще всего встречающих­ся в программах команд. При необходимости выполнения более сложных команд в микро­процессоре производится их автоматическая сборка из простых. В этих МП на выполнение каждой простой команды за счет их наложения и параллельного выполнения тратится 1 ма­шинный такт (на выполнение даже самой короткой команды из системы CISC обычно тра­тится 4 такта).

Некоторые микропроцессоры типа RISC: один из первых МП — ARM (на его основе выпускались ПК IBM PC RT) — 32-разрядный МП, имеющий 118 различных команд. Со­временные RISC МП (80860, 80960, 80870, Power PC) являются 64-разрядными при быстро­действии до 150 млн. оп./с. Микропроцессоры Power PC (Performance Optimized With Enhanced RISC PC) весьма перспективны и уже сейчас широко применяются в машинах-серверах и в ПК типа Macintosh.

Микропроцессоры типа RISC имеют очень высокое быстродействие, но программно не совместимы с CISC-процессорами: при выполнении программ, разработанных для ПК типа IBM PC, они могут лишь эмулировать (моделировать, имитировать) МП типа CISC на программном уровне, что приводит к резкому уменьшению их эффективной производитель­ности.

Все новые МП создаются на основе технологий, обеспечивающих формирование эле­ментов с линейным размером порядка 0,5 мкм (традиционные МП 80486 и Pentium-66 ис­пользовали 0,8-мкм элементы).

Уменьшение размеров элементов обеспечивает возможность:

• увеличения тактовой частоты МП до 100 МГц и выше, поскольку тормозом в увеличе­нии быстродействия уже является недостаточная (!) скорость распространения "света" (300 000 км/с);

• уменьшения перегрева МП, позволяя использовать пониженное напряжение питания 3,3 В (вместо стандартных 5 В). Функционально МП состоит из двух частей:

• операционной, содержащей устройство управления, арифметико-логическое уст­ройство и микропроцессорную память (за исключением нескольких адресных реги­стров);

• интерфейсной, содержащей адресные регистры МПП, блок регистров команд,

схемы управления шиной и портами.

Работают обе части параллельно, причем интерфейсная часть опережает операцион­ную, так что выборка очередной команды из памяти (ее запись в блок регистров команд и предварительный анализ) производится во время выполнения операционной частью предыдущей команды. Современные микропроцессоры имеют несколько групп регистров в микропроцессорной части, работающих с различной степенью опережения, что позволяет выполнять операции в конвейерном режиме. Такая организация МП дает возможность зна­чительно повысить его эффективное быстродействие.

Дата добавления: 2015-11-14