Download - İŞLEMCİ MİMARİLERİ 1030710473 – Aynur Temel
İŞLEMCİ MİMARİLERİ
1030710473 – Aynur Temel
Mikroişlemciler mimari (architecture) olarak gruplara
ayrılırlar. Ortak mimariye sahip olan işlemciler aynı komutları tanımakta ve aynı
yazılımları çalıştırabilmektedirler.
En meşhur mikroişlemci mimarisi Intel’in x86 işlemcisidir. Intel ilk x86 tabanlı işlemcisini 8086 olarak 1978 yılında piyasaya sürdü. Daha sonraki yıllarda yeni nesil x86 tabanlı işlemciler çıkarıldı. 286,386,486, Pentium ve Pentium Pro olarak bu kuşakları görebilmekteyiz. Pentium II, Celeron, Pentium III, Xeon ve Katmai, altıncı kuşak Pentium Pro’nun varyasyonlarıdır.
İntel x86
Intel’in haricindeki diğer mimariler ise şunlardır: Modern Machintosh’larda bulunan PowerPC, eski Mac’lerdeki 68oxo serisi, Digital ve Compaq’ın güçlü serverlerinde kullanılan Alpha ailesi, Silicon Grahics’in Mips Rxooo serisi, Hawlett-Packard’ın PARISC’i ve Sun Microsystems’e ait SPARC’tır.
Yıllar geçtikçe iki işlemci ailesi piyasaya hakim olmaya başladı Intel Pentium ve Motorola PowerPC. Bu iki işlemci aynı zamanda uzun yıllar boyunca kullanılacak ve günümüze kadar değişmeyecek iki farklı mimariye sahiplerdi.
Mimari Modeller İşlemci tasarımları iki farklı mimaride
şekillenir: CISC (Complex Instruction Set
Computer) -Intel, AMD vb... RISC (Reduced Instruction Set
Computer) -Power PC, Sun Sparc vb...
Mimariler ortaya çıktıkları dönemin hakim dizayn felsefesini yansıtırlar. X86'nın dünyaya geldiği 1970'lerde, veri saklama cihazları ve hafıza bugünün standartlarına göre çok kısıtlıydı. Bu kaynakları tasarruflu bir şekilde kullanabilmek için CISC diye bilinen bir mimari benimsendi.
CISC Mimarisi CISC (Complex Instruction
Set Computer), geleneksel bilgisayar mimarisidir.
70’li yıllarda geliştirilen bu mimari, programlanması kolay
ve etkin bellek kullanımı sağlayan tasarım felsefesinin
ürünüdür.
Yüksek Düzeyli
Dil
Makine Dili
Mikrokod
ALU,Registerler
…
Derleme
Çözme
İşleme
CISC tabanlı bir işlemcinin çalışma biçimi
Yazılım
Donanım
İşlemcinin, komut kodlarının her birine karşılık gelen mikrokod komut gruplarını içeren ROM belleği vardır. Bir makine kodu işlemciye eriştiğinde, işlemci kodun daha basit komutlara ayrılmış parçalarını yürütür.
Ana Bellek
Mikrokod ROM
Makine Kontrol Birimi
REG.
REG.
Bu yapıda, komut kümesi aynı kaldığı için programlar, farklı sistemler üzerinde yeniden derlemeye gerek kalmaksızın çalıştırılabilirler. Geliştirilen yeni komutlar eskilerinin üzerine eklenerek geriye doğru olan uyumluluk sağlanır.
RISC Mimarisi Bu mimari, CISC mimarili
işlemcilerin kötü yanlarına piyasanın tepkilerine cevap olarak tasarımcı firmalardan
IBM, Apple ve Motorola tarafından sistematik olarak
tasarlanmıştır.
RISC mimarisinin 3 felsefesi vardır: Bütün komutlar tekbir çevrimde
çalıştırılmalıdır. Belleğe sadece Load ve Store
komutlarıyla erişilmelidir. Bütün icra işlemleri Mikrokod
kullanmadan donanımdan çalıştırılmalıdır.
CISC Modeli RISC Modeli
Ana Bellek
Komut ve Veriyolu
KontrolBirimi
Mikrokod ROM
Ön Bellek
Ana Bellek
Komut Ön Belleği
Veri Ön belleği
Donanım Kontrol
Veriyolu
Mikro programların yürütülmesi kolaydır.
Geriye doğru uyumludur. Mikrokod ROM’A eklenen her bir
komut ile CPU daha yetenekli olmaya başlamakta ve verilen bir görevi yürütmek için daha az zaman harcamaktadır.
CISC Mimarisinin Avantajları
Azaltılmış komut kümesi sayesinde daha hızlı çalışırlar.
Komut kümesi az olunca donanımsal basitlik söz konusudur.
CISC işlemcilere göre daha çabuk tasarlanabilirler.
Yüksek seviyeli dilleri destekler.
RISC Mimarisinin Avantajları
CPU yapısı her kuşak işlemci ile beraber daha karmaşıklaşmıştır.
Farklı komutlar farklı sayıda saat çevrimine gerek duyacaklarından performans düşmesi gözlenir.
CISC Mimarisinin Dezavantajları
RISC işlemcinin performansı işlediği
kodun algoritmasına çok bağlıdır. Eğer
programcı veya derleyici komut
programlamada zayıf kalırsa, işlemci
atıl durumda kalarak bir parça gecikme oluşturulur.
RISC Mimarisinin Dezavantajları