Procesadores segmentados arquitectura del computador

PROCESADORES SEGMENTADOS

Por: René Sosa

Introducción

La segmentación es una técnica de implementación eficaz para mejorar el rendimiento del sistema sin necesidad de una excesiva duplicación de hardware

Un dato curioso es que la profundidad de segmentación se ha incrementado desde 10 hasta mas de 20,ya que son necesarias para alcanzar frecuencias de reloj muy altas.

Fundamentos de la segmentación Existen 2 tipos de principales de

segmentación: segmentación aritmética y segmentación de instrucciones.

Segmentacion aritmetica

Ilustra mejor un conjunto de supuestos ideales. Es el hecho de abordar la discrepancia entre los supuestos idealizados y los aspectos reales.

En pocas palabras un segmento trabaja sobre una de los componentes mientras que los demás trabajan sobre los siguientes

La segmentación de instrucciones se hablara mas adelante

motivaciones

RENDIMIENTO: Tareas realizadas/unidad de tiempo La segmentación implica dividir el

sistema en varias etapas e incrementar el buffer entre las etapas.

El rendimiento de un sistema segmentado se aproxima a k veces el de un no segmentado

limitaciones

Existen acerca de la precisión con la que se divide un calculo original en etapas de segmentación

Parte lógica combinacional F Conjunto de latches L Demora de propagación atreves de F:

Tm Tiempo adicional para sincronización

correcta: Tl

Entre una tarea 1 y una tarea 2 se debe cumplir

T2+Tm> T1+Tm+Tl

Dos factores que limitan la frecuencia de sincronización:

La diferencia entre demoras de propagación máxima y mínima

Tiempo adicional necesario para una sincronización

Compromiso

No se puede considerar a la máxima profundidad de segmentación como el diseño optimo cuando se tiene en cuenta el coste o sobrecarga de segmentación, es necesario considera el compromiso entre el coste y el rendimiento

C: costo G: costo de hardware no segmentado

K: numero de etapas de segmentación L: coste de agregar cada latch C= G+K*L

Aritmética de segmentación

UN EJEMPLO ES EL DE MULTIPLICACION DE COMA FLOTANTE:

Es diseño de su algoritmo es el siguiente:

Comprobar si algún operando es cero Agregar las 3 características Realizar la multiplicación Normalizar el producto Redondear el resultado sumando 1 al 1º

bit de guarda

El mismo se compone es 3 submodulos: Generación parcial de producto Reducción parcial de producto Reducción final

Multiplicador de coma flotante segmentado

En resumen y como se dijo antes se puede segmentar con el fin de aumentar su rendimiento

Segmentación ideal

Son 3 puntos:

Subcalculos uniformes. Cálculos idénticos. Cálculos independientes.