Introducción

Hoy en día, los procesadores RISC protagonizan la tendencia actual de diseño de microprocesadores. RISC, del inglés Reduced Instruction Set Computer (Computador con Repertorio de Instrucciones Reducido), es una filosofía de diseño de procesadores basada en repertorios de pocas instrucciones muy básicas que llevan a rutas de datos con un hardware muy sencillo y con multitud de posibilidades para su optimización.

Los diseños RISC están hoy en día en el núcleo de todos los procesadores de PC y portátiles. Además, estos diseños se han incorporado en un gran número de plataformas y arquitecturas con éxito. Los procesadores más importantes diseñados con esta filosofía son:

  • La línea MIPS Technologies Inc., que se encuentra en la mayoría de las computadoras de SGI, en la Nintendo 64 y PlayStation.
  • La serie IBM POWER, utilizada principalmente en Servidores de IBM.
  • La versión PowerPC de Motorola e IBM (una versión de la serie IBM POWER) utilizada en los ordenadores Apple Macintosh como el iMac, eMac, Power Mac y posteriores.
  • El procesador SPARC de SUN Microsystems y el UltraSPARC, que se encuentra en todos sus últimos modelos de equipos.
  • El PA-RISC y el HP/PA de Hewlett-Packard.
  • El DEC Alpha, que se puede encontrar en servidores HP AlphaServer.
  • El ARM , que se encuentra en dispositivos PALM, y en múltiples PDAs y consolas de videojuegos de Nintendo.

En la sección Nociones Básicas llevaremos a cabo un análisis más detallado de los procesadores RISC y de sus ventajas principales.

¿Por qué escogemos el MIPS?

Esta página web es el resultado de un Proyecto de Innovación Educativa financiado por la Universidad Rey Juan Carlos para el apoyo al aprendizaje en asignaturas de Arquitectura y Tecnología de Computadores.

¿Por qué ha sido elegido el MIPS de entre todos los diseños RISC, y no el PowerPC, el ARM o cualquiera de los otros microprocesadores RISC?. La palabra clave que nos da la respuesta a esta pregunta es docencia. Actualmente, el MIPS es la arquitectura de referencia para la enseñanza de Arquitectura de Computadores en prácticamente todos los textos docentes disponibles, y ahora mismo es el microprocesador estándar estudiado en casi todas las universidades del mundo.

Las razones de estudiar esta arquitectura y no otro de los diseños RISC son dos principalmente. La primera, la sencillez de su diseño y que éste sea completamente público, lo que la hace especialmente úitl desde el punto de vista didáctico. La segunda es la importancia que los microprocesadores MIPS tuvieron a finales de los años 90. En esta época se estimó que uno de cada tres procesadores de tipo RISC que salieron al mercado estaban basados en núcleos MIPS.

Además hay que tener en cuenta que debido a la sencillez de los repertorios de instrucciones de tipo RISC, todas las arquitecturas diseñadas con esta filosofía son muy similares unas a otras, por lo que una vez entendida una de ellas, la comprensión del resto es casi inmediata, ya que sólo de trata de identificar las pequeñas particularidades de cada una.

Animación MIPS

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Ejemplos de aplicación de los microprocesadores RISC

Como se ha mencionado antes, el núcleo de los procesadores x86 y de sus extensiones de 64 bits es prácticamente un diseño RISC. Pero cuando se habla de Arquitectura de Computadores tendemos a considerar sólo los procesadores diseñados para PC's y portátiles. Y existen otras muchas aplicaciones de las arquitecturas estudiadas en este campo de la Informática. Por ejemplo, en la actualidad estamos viviendo la llegada de una nueva generación de videoconsolas (XBox360, PlayStation 3) que sustituye a la generación anterior (XBox, PlayStation2). La pregunta que surge es: ¿que pueden tener en común las videoconsolas mencionadas, y la arquitectura de computadores, que es el tema principal de esta página web?.

La respuesta a la pregunta es el hardware del que están compuestos estos productos. Estas videoconsolas, al igual que otros dispositivos como teléfonos móviles o agendas electrónicas poseen, al menos, un microprocesador que gobierna su funcionamiento. Se trata de diseños RISC, en la actualidad casi siempre basados en la arquitectura PowerPC, muy similar a la del MIPS.

Este tipo de microprocesadores es usado muy habitualmente en dispositivos de tamaño medio - pequeño además de en PC's, portátiles o servidores. Pueden encontrarse en los más modernos routers Cisco y Linksys, cablemódems y módems ADSL, tarjetas inteligentes, controladoras de impresoras láser, decodificadores de TV, robots, ordenadores de mano (Handhelds) y videoconsolas portátiles. Además, el diseño de computadores de altas prestaciones como el BlueGene (actualmente en los primeros puestos del Top500) también se basa actualmente en arquitecturas RISC.

» Ejemplos muy conocidos:

  • Nintendo 64La PlayStation 2 incorpora un microprocesador denominado "Emotion Engine", que incluye un MIPS R5900.




  • Nintendo 64 La última consola de Microsoft lanzada en 2005, la Xbox 360, va equipada con un procesador Xenon, que incorpora tres núcleos de PowerPC con hyperthreading




  • PlayStation PortableLa videoconsola PlayStation Portable (PSP) también hace uso de la arquitectura MIPS: contiene 2 procesadores principales MIPS R4000



En resumen, los núcleos RISC han sido muy exitosos desde el punto de vista comercial, siendo empleados actualmente en multitud de aplicaciones industriales y de consumo.


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