Arquitectura Segmentada
Es una de las tecnologías utilizadas para realizar la segmentación o paralelismo. Divide el procesador, en etapas, procesa una instrucción diferente en cada una y trabaja con varias a la vez. Pueden trabajar de forma paralela, en diferentes instrucciones, utilizando una cola de instrucciones para su comunicación, denominado entubamiento. La dependencia de datos y de control, que tiene como efecto la disminución del rendimiento del pipelining.
La segmentación de cauce (pipelining) es una forma efectiva de organizar el hardware del CPU para realizar más de una operación al mismo tiempo. Consiste en descomponer el proceso de ejecución de las instrucciones en fases o etapas que permitan una ejecución simultánea. Explota el paralelismo entre las instrucciones de un flujo secuencial.
La segmentación es una técnica de implementación por la cual se solapa la ejecución de múltiples instrucciones. La técnica de implementación clave utilizada para hacer CPU rápidas. La segmentación es como una línea de ensamblaje: cada etapa de la segmentación completa una parte de la instrucción.
Como en una línea de ensamblaje, la acción a realizar en una instrucción se descompone en partes más pequeñas, cada una de las cuales necesita una fracción del tiempo necesario para completar la instrucción completa. Cada uno de estos pasos se define como etapa de la segmentación o segmento. Las etapas están conectadas, cada una a la siguiente, para formar una especie de cauce las instrucciones se entran por un extremo, son procesadas a través de las etapas y salen por el otro. La productividad de la segmentación está determinada por la frecuencia con que una instrucción salga del cauce.
Multiprocesamiento
Se denomina multiprocesador a un computador que cuenta con dos o más microprocesadores (CPUs). El multiprocesador puede ejecutar simultáneamente varios hilos pertenecientes a un mismo proceso o bien a procesos diferentes. La arquitectura NUMA, donde cada procesador tiene acceso y control exclusivo a una parte de la memoria. La arquitectura SMP, donde todos los procesadores comparten toda la memoria. Para que un multiprocesador opere correctamente necesita un sistema operativo especialmente diseñado para ello. La mayoría de los sistemas operativos actuales poseen esta capacidad.
Cuando se desea incrementar el desempeño más de lo que
permite la técnica de segmentación (pipeline), se requiere
utilizar más de un procesador para la ejecución del programa
de aplicación.
Los CPU de multiprocesamiento según Flynn se clasifican
de la siguiente manera:
SISO - (Single Instruction, Single Operand) computadoras
Monoprocesador
SIMO - (Single Instruction, Multiple Operand) procesadores
vectoriales, Exenciones MMX
MISO - (Multiple Instruction, Single Operand) No
implementado
MIMO - (Multiple Instruction, Multiple Operand) sistemas
SMP, Clusters, GPUs
