Стандартный 4-этапный конвейер; цветные прямоугольники представляют инструкции, независимые друг от друга.
Компьютер с минимальным набором команд (MISC ) - это архитектура центрального процессора (ЦП), обычно в форме микропроцессор с очень небольшим количеством базовых операций и соответствующими кодами операций, вместе образующими набор команд. Такие наборы обычно основаны на стеках, а не на регистрах, чтобы уменьшить размер спецификаторов операндов.
Такая архитектура стековой машины по своей сути проще, поскольку все инструкции работают с самыми верхними записями стека.
Одним из результатов архитектуры стека является общий меньший набор команд, что позволяет использовать меньший и более быстрый блок декодирования команд с более быстрой работой отдельных команд в целом.
Отдельно от определения стека архитектуры MISC, архитектура MISC определяется количеством поддерживаемых инструкций.
- Обычно компьютер с минимальным набором команд рассматривается как имеющий 32 или меньше инструкций, где инструкции типов NOP, RESET и CPUID обычно не учитываются консенсусом из-за их фундаментальной природы.
- 32 инструкции рассматриваются как максимально допустимое количество инструкций для MISC, хотя 16 или 8 инструкций ближе к тому, что подразумевается под "минимальными инструкциями".
- MISC CPU не может иметь нулевых инструкций, поскольку это компьютер с нулевым набором команд.
- ЦП MISC не может иметь одну инструкцию, так как это компьютер с одним набором команд
- Реализованные инструкции ЦП по умолчанию не должны поддерживать широкий набор входов, поэтому обычно это означает 8-битный или 16-битный ЦП.
- Если ЦП имеет бит NX, он с большей вероятностью будет рассматриваться как компьютер со сложным набором команд (CISC) или компьютер с сокращенным набором команд (RISC).
- Микросхемы MISC обычно не имеют какой-либо аппаратной защиты памяти, если не указано иное фиктивная причина для использования этой функции.
- Если ЦП имеет подсистему микрокода , это исключает его из числа MISC.
- Единственный режим адресации считается приемлемым для ЦП MISC иметь значение загрузка / сохранение, то же самое, что и для ЦП компьютера с сокращенным набором команд (RISC).
- ЦП MISC обычно могут иметь от 64 КБ до 4 ГБ доступной адресуемой памяти, но большинство проектов MISC имеют размер менее 1 мегабайта.
Кроме того, конвейеры команд MISC, как правило, очень просты. Конвейеры команд, предсказание ветвления, выполнение вне очереди, переименование регистров и спекулятивное исполнение в целом исключить CPU из категории MISC-архитектуры.
Содержание
- 1 История
- 1.1 Ранние компьютеры с сохраненными программами
- 2 Недостатки конструкции
- 3 Известные процессоры
- 4 См. Также
- 5 Ссылки
- 6 Внешние ссылки
История
Некоторые из первых цифровых компьютеров, реализованных с помощью наборов команд, по современному определению были компьютерами с минимальным набором команд.
Среди этих различных компьютеров только ILLIAC и ORDVAC имели совместимые наборы команд.
- Manchester Baby (Манчестерский университет, Англия) произвел свой первый успешный запуск сохраненной программы 21 июня 1948 года.
- Автоматический калькулятор с электронным запоминанием задержки (EDSAC, Кембриджский университет, Англия) был первым практическим электронным компьютером с хранимой программой (май 1949 г.)
- Manchester Mark 1 (Манчестерский университет Виктории, Англия), разработанным с детства (июнь 1949 г.)
- Автоматический компьютер Содружества по научным и промышленным исследованиям (CSIRAC, Совет по научным и промышленным исследованиям ) Австралия (ноябрь 1949 г.)
- Электронный автоматический компьютер с дискретной переменной Компьютер (EDVAC, Лаборатория баллистических исследований, Вычислительная лаборатория в Абердинском полигоне 1951)
- Автоматический компьютер с дискретными переменными и артиллерийскими установками (ORDVAC, Университет Иллинойса в Урбане-Шампейн ) на Абердинском испытательном полигоне, Мэриленд (завершено в ноябре 1951 г.)
- Машина IAS в Принстонском университете (Янв ary 1952)
- MANIAC I в Лос-Аламосской научной лаборатории (март 1952)
- Illinois Automatic Computer (ILLIAC ) в Университете Иллинойса, (Сентябрь 1952 г.)
Ранние компьютеры с хранимыми программами
- IBM SSEC обладали способностью обрабатывать инструкции как данные и были публично продемонстрированы 27 января 1948 года. Эта способность была заявлена в США. патент выдан 28 апреля 1953 г. Однако он был частично электромеханическим, а не полностью электронным. На практике инструкции считывались с бумажной ленты из-за ее ограниченной памяти.
- Manchester Baby, созданный Манчестерским университетом Виктории, был первым полностью электронным компьютером для запуска сохраненной программы. 21 июня 1948 г. он запустил программу факторинга в течение 52 минут после запуска программы простого деления и программы, показывающей, что два числа относительно простые.
- Электронный числовой интегратор и компьютер (ENIAC ) был модифицирован для работы в качестве простого компьютера с хранимой программой только для чтения (с использованием функциональных таблиц для программы постоянная память (ROM) и был продемонстрирован как таковой 16 сентября 1948 г. при запуске программы от Адель Голдстайн для фон Неймана.
- Бинарный автоматический компьютер (BINAC ) запускал несколько тестовых программ в феврале, марте и апреле 1949 года, хотя не был завершен до Сентябрь 1949 г.
- Manchester Mark 1 разработан на основе проекта Baby. Промежуточная версия Mark 1 была доступна для запуска программ в апреле 1949 г., но не была завершена до октября 1949 г.
- Автоматический калькулятор с электронным запоминанием задержки (EDSAC) запустил свою первую программу 6 мая 1949 года.
- Электронный автоматический калькулятор дискретных переменных Компьютер puter (EDVAC ) был доставлен в августе 1949 года, но у него были проблемы, из-за которых его нельзя было запустить в обычную эксплуатацию до 1951 года.
- Автоматический компьютер Содружества для научных и промышленных исследований (CSIRAC, ранее CSIR Mk I) запустил свою первую программу в ноябре 1949 года.
- Стандартный восточный автоматический компьютер (SEAC ) был продемонстрирован в апреле 1950 года.
- Pilot ACE запустил свою первую программу 10 мая 1950 года и был продемонстрирован в декабре 1950 года.
- Стандартный западный автоматический компьютер (SWAC ) был завершен в июле 1950 года..
- Whirlwind был завершен в декабре 1950 года и фактически использовался в апреле 1951 года.
- Первый ERA Atlas (позже коммерческий ERA 1101 / UNIVAC 1101) был установлен в декабре 1950 года.
Недостатки конструкции
Недостатком MISC является то, что инструкции, как правило, имеют больше последовательных зависимостей, что снижает общий параллелизм на уровне команд.
MISC архитектуры имеют много общего с некоторые особенности некоторых языков программирования, таких как использование стека Forth и виртуальная машина Java. Оба они слабы в обеспечении полного параллелизма на уровне команд.
Известные процессоры
Вероятно, наиболее коммерчески успешным MISC была оригинальная архитектура INMOS транспьютер, в которой не было блока с плавающей запятой. Однако многие 8-битные микроконтроллеры для встраиваемых компьютерных приложений квалифицируются как MISC.
Каждый космический корабль STEREO включает в себя два ЦП P24 MISC и два ЦП CPU24 MISC.
См. Также
Ссылки
Внешние ссылки
Стандартный 4-этапный конвейер; цветные прямоугольники представляют инструкции, независимые друг от друга. 