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Analisi delle architetture di microprocessori commerciali

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CAP. 1 PROCESSORI SUPERSCALARI La storia del mercato dei microprocessori a partire dall’inizio degli anni ’90 potrebbe riassumersi come un sostanziale miscuglio delle caratteristiche della filosofia di progettazione RISC (Reduced Instruction Set Computing) e delle caratteristiche della filosofia di progettazione CISC (Complex Instruction Set Computing) con maggior attenzione al raggiungimento delle migliori prestazioni più che ai "precetti" che questi due acronimi sottendono. Naturalmente le differenze strutturali tra i due approcci permangono (una su tutte: il numero di registri indirizzabili dai rispettivi set di istruzioni che consente ad esempio una gestione del compilatore per l’ottimizzazione più aggressiva da parte dei processori RISC) ma si vogliono mettere in luce , in questo capitolo , le principali soluzioni adottate dai processori che stanno dominando il mercato dei PC. Durante gli ultimi anni, spinte dalle evoluzioni del mercato sia nella crescente domanda di migliori prestazioni, soprattutto in campo grafico e multimediale, che dall’evoluzione di Internet, le principali aziende produttrici si date battaglia, più che nel realizzare sistemi veramente innovativi, nel portare all’esasperazione la ricerca della velocità di esecuzione maggiore per mezzo delle tecniche usate negli ultimi 10 anni raggiungendo e superando, anche grazie a nuovi processi tecnologici, con i processori AMD Athlon e Intel Pentium 4 la soglia del GHz di clock. A parte l’esecuzione più veloce delle singole operazioni, che attiene prettamente alla tecnologia impiegata nella realizzazione degli elementi logici e alla loro organizzazione, si possono eseguire un numero maggiore di operazioni in parallelo per incrementare le prestazioni ossia si persegue lo sviluppo a livello di parallelismo delle istruzioni (ILP). Le strade maestre per questo obiettivo sono essenzialmente la realizzazione di pipeline più profonde (cioè con un numero di stadi maggiore) e la superscalarità che devono essere però accompagnate da tecniche di controllo ,predizione dei salti e riordino delle istruzioni. L’esecuzione in pipeline è naturalmente favorita da istruzioni di ridotta complessità e questo è uno dei motivi per cui gran parte delle risorse dei moderni processori x86 sono spese in fase di decodifica per scomporre le complesse (e di lunghezza variabile) istruzioni del set ISA x86 in micro-istruzioni da inviare alle diverse unità di esecuzione. Analogamente tecniche come la predizione delle diramazioni o l’esecuzione fuori ordine (out-of-order) contribuiscono a
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Analisi delle architetture di microprocessori commerciali

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Informazioni tesi

  Autore: Francesco Moro
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2003-04
  Università: Università degli Studi di Roma La Sapienza
  Facoltà: Ingegneria elettronica
  Corso: Ingegneria elettronica
  Relatore: Mauro Olivieri
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 120

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Parole chiave

elettronica
microlettronica
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