PDF-Version - am Institut für Baustatik

4.3.3 CISC-Mikroprozessor
Diese Mikroprozessoren verfügen über einen sehr großen und komplexen Befehlssatz mit in der
Regel mehr als 200 Maschinenbefehlen (CISC, Complex Instruction Set Computer). Da jeder Befehl
auf dem Chip durch entsprechende Hardware-Schaltungen verwirklicht werden muß, ist diese
Technologie entsprechend aufwendig und teuer. Darüberhinaus ist die Abarbeitung komplexer
Befehle in mehreren Arbeitsschritten relativ langsam. Deshalb gilt diese Technologie inzwischen als
überholt.
4.3.4 RISC-Mikroprozessor
Analysen von Programmabläufen zeigten, daß viele der speziellen Befehle eines CISC-Prozessors
nur relativ selten ausgeführt werden. Die RISC-Technologie (Reduced Instruction Set Computerk) hält
dagegen nur die Befehle vor, die häufig vorkommen und in einem Arbeitsschritt abgearbeitet werden
können. Komplexe Befehle müssen in diesem Fall softwareseitig als eine Folge der verfügbaren
Grundbefehle umgesetzt werden. Dadurch jedoch, daß auf einem Prozessor-Chip gegenüber dem
CISC-Chip weniger Befehle implementiert werden müssen, ist man in der Lage, den reduzierten
Befehlssatz hinsichtlich der Ausführungsgeschwindigkeit zu optimieren. Insgesamt beweist sich
deshalb die RISC- als der CISC-Technik weit überlegen.
4.3.5 Leistungsmaße
Folgende Leistungsmaße für Mikroprozessoren sind gebräuchlich
• MIPS (Million Instructions Per Second):
Anzahl der bearbeiteten Maschinenbefehle pro Sekunde. In der Regel wird bei der Angabe der
Rechenleistung in MIPS die Dauer des kürzesten Befehls genommen und auf eine Sekunde
hochgerechnet. Man erhält so die maximal mögliche Rechenleistung des Prozessors, die in
Wirklichkeit nur in Ausnahmefällen erreicht werden kann. Eine nicht unbedingt realistische
Maßzahl.
• MFLOP (Million Floating Point Operations Per Second):
Anzahl der Gleitkommazahloperationen, die pro Sekunde durchgeführt werden können. Eine
Angabe, die für rechenintensive Ingenieuranwendungen bedeutsam ist und i.d.R. den MIPS
vorzuziehen ist.
• SPEC
• DHRYSTONE:
Ein sogenannter Benchmark Test zur realistischen Beurteilung der Rechenleistung durch kleine
charakteristische Programme aus einem Befehlsmix aus 51% Zuweisungen, 33%
Steueranweisungen und 16% Funktionsaufrufen. Benchmarks testen bis auf wenige
Ausnahmen nicht den Mikroprozessor alleine, sondern die gesamte Hardwarestruktur. Es gibt
eine ganze Reihe von Benchmarks für die verschiedensten Anforderungen. Vorsicht: die so
ermittelten Leistungswerte verschiedener Rechner sind nur dann vergleichbar, wenn sämtliche
Voraussetzungen übereinstimmen. Kritisch ist dabei z.B.. der verwendete Compiler.
4.3.6 Entwicklung der Mikroprozessor
Entwicklung der Mikroprozessoren am Beispiel von INTEL und MOTOROLA
INTEL MOTOROLA
1974 8080 Register: 8 Bit
Bus: 8/16
(Daten/Adresse)
3 MHz
1979 8086/87 Register: 16 Bit
Bus: 16/20
1979 M68000 Register: 32 Bit
Bus: 16/24
10 MHz
8(-19) MHz
1983 80286/287 Register: 16 Bit 1983 M68010 Reguster: 32 Bit
18