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Architecture de l’ordinateur - Conception des Processeurs
Copyright © F. Muller
2004 Ch4 - 1 -
Plan
Ch1 - Introduction
Ch2 - Structure de l’ordinateur
Ch3 - Modèle de Programmation
Ch4 - Conception des Processeurs
Ch5 - Pipeline
Ch6 - Parallélisme d’instructions
Ch7 - Systèmes Mémoire
Ch8 - Mémoires Caches
Ch9 - Mémoire Virtuelle
Ch10 - Systèmes Multiprocesseurs

Ch4 - 2 -
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2004
Conception des Processeurs
Introduction
Architecture de jeu d’instruction
Microarchitecture des processeurs

Architecture de l’ordinateur - Conception des Processeurs
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2004 Ch4 - 3 -
Introduction
Objectifs
Différencier l’architecture du jeu d’instruction et la
microarchitecture
Différencier les jeux RISC et CISC
Modes d’adressage
Conception des Processeurs : 2 parties
Architecture du jeu d’instruction
ISA : Instruction Set Architecture
Conception du jeu d’instruction
Choix du modèle de programmation
Nombre de registres
Méthodes d’accès aux données
Microarchitecture
Manière dont les instructions sont implémentées
Durée d’exécution des instructions
Le nombre d’instructions exécutables en une fois
Conception du fichier de registres

Architecture de l’ordinateur - Conception des Processeurs
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2004 Ch4 - 4 -
Architecture du jeu d’instructions (ISA)
Histoire …
Au départ des ordinateurs
La programmation se faisait essentiellement en assembleur
L’architecture des jeux d’instructions était la plus importante
composante de l’architecture
Les performances étaient très dépendantes de l’architecture
du jeu d’instruction
Au fil des années
L’architecture du jeux d’instruction est moins importante
Utilisation des langages de haut niveau (indépendant de
l’assembleur)
Compatibilité du jeu d’instruction entre les générations de
processeurs (ajout de quelques instructions)
Performance = amélioration de la microarchitecture

Architecture de l’ordinateur - Conception des Processeurs
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2004 Ch4 - 5 -
Architecture du jeu d’instructions (ISA)
RISC et CISC (1/2)
Dans les années 1980, essayer de rapprocher l’assembleur,
des langages de haut niveau
Construire une jeu d’instructions très complexes
CISC : Complex Instruction Set Computers
Programme réduit
Traduction facilité pour les compilateurs
1980-90 : L’architecture CISC est-elle la meilleure ?
Existence du jeu RISC (Reduced Instruction Set Computers)
Exécution à fréquence plus élevée
Convergence entre les architectures RISC et CISC
RISC
Architecture du type Store/Load
Ajout d’instructions complexes très utilisées
CISC
L’instruction add (r1), (r2), (r3) => 3 accès mémoire
Abandon d’instructions trop complexes