GUÍA 27-08-26 Arquitecturas Computacionales

HU413 · jueves 27/08/2026 · 16:00-17:40 · Sesión 3

Unidad 1 · Evolución, clasificación, RISC contra CISC y taxonomía de Flynn

EVOLUCIÓN DE LAS ARQUITECTURAS

• Primeras máquinas con acumulador único: toda operación pasaba por un registro.
• Máquinas de pila: los operandos se toman implícitamente del tope.
• Máquinas de registros de propósito general, que es lo dominante hoy.

EL ORIGEN DE CISC

Cuando la memoria era carísima y se programaba en ensamblador, tenía sentido que cada instrucción hiciera mucho: el código ocupaba menos y era más fácil de escribir a mano. De ahí instrucciones de longitud variable, muchos modos de direccionamiento y operaciones que acceden a memoria directamente.

EL GIRO DE LOS PROYECTOS RISC

A finales de los setenta, Berkeley con su proyecto RISC y Stanford con MIPS observaron que los compiladores usaban una fracción pequeña del repertorio CISC. Concluyeron que convenía un conjunto reducido y regular, ejecutado muy rápido.

CARACTERÍSTICAS DE RISC

• Instrucciones de longitud fija: la decodificación se simplifica enormemente.
• Arquitectura de carga y almacenamiento: solo load y store tocan memoria.
• Pocos modos de direccionamiento.
• Banco grande de registros de propósito general.
• Unidad de control cableada, no microprogramada.
• Diseñada desde el principio para segmentación.

LA COMPARACIÓN HONESTA

RISC necesita más instrucciones para el mismo trabajo, pero cada una es más rápida y se segmenta mejor. La métrica que decide es el tiempo total: instrucciones por programa, por ciclos por instrucción, por tiempo de ciclo. RISC empeora el primer factor y mejora mucho los otros dos.

IMPLEMENTACIONES MODERNAS

La distinción se difuminó. Los x86 actuales aceptan instrucciones CISC y las traducen internamente a microoperaciones tipo RISC que ejecutan en un núcleo segmentado y fuera de orden. Por dentro casi todo es RISC; por fuera se conserva la compatibilidad.

TAXONOMÍA DE FLYNN

• SISD — un flujo de instrucciones, un flujo de datos. El procesador escalar clásico.
• SIMD — una instrucción sobre muchos datos. Extensiones vectoriales y GPU.
• MISD — varias instrucciones sobre un dato. Prácticamente sin uso, salvo sistemas redundantes.
• MIMD — varios flujos de ambos. Multinúcleo y clústeres.

TAREA

Comparar las especificaciones de un procesador x86, uno ARM y uno RISC-V, y clasificar cada uno según Flynn y según RISC o CISC, justificando.