İŞLEMCİ MİMARİLERİ 1030710476 – Derya Işık

Mikroişlemciler mimari (architecture) olarak gruplara ayrılırlar 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 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 Yazılım Derleme Makine Dili Çözme Mikrokod Donanım İşleme ALU, Registerler… CISC tabanlı bir işlemcinin çalışma biçimi

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 Donanım Kontrol Ana Bellek Ana Bellek Ön Bellek Komut Ön Belleği Veri Ön belleği Komut ve Veriyolu Veriyolu Donanım Kontrol Kontrol Birimi Mikrokod ROM

CISC Mimarisinin Avantajları 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.

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

CISC Mimarisinin Dezavantajları CPU yapısı her kuşak işlemci ile beraber daha karmaşıklaşmıştır. Farklı komutlar farklı sayıda saat çevrimine gerek duyacaklarından performans düşmesi gözlenir.

RISC 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.