La fonction de mémorisation - Architecture des Machines et des Systemes Informatiques - page 199

de registres, des modes d'adressage variés et complexes, enfin un grand nombre
d'instructions d'une grande complexité. Les gros ordinateurs tels que les IBM370 et
les VAX sont représentatifs de ces évolutions et illustrent ce que l'on appelle l'approche
CISC ( Complex Instruction Set Computer ).
Dans les années soixante-dix, l'architecture CISC est résumée par un certain nombre
de règles de conception énoncées par Patterson et décrite par Étiemble :
- « comme la technologie mémoire utilisée pour la microprogrammation croît très
vite, il ne coûte rien ou presque d'utiliser de très gros microprogrammes » ;
- « comme les micro-instructions sont beaucoup plus rapides que les instructions
machines, le transfert de fonctions logicielles au niveau microcode accélère le
processeur et rend les fonctions plus fiables » ;
- « puisque la vitesse d'exécution est proportionnelle à la taille du programme, les
architectures qui diminuent la taille des programmes accélèrent les processeurs »;
- « les registres sont démodés et rendent difficiles la réalisation des compilateurs.
Les piles ou les architectures mémoire à mémoire sont des modèles d'exécution
supérieurs ».
Dans ce type d'architecture, le contrôle (séquenceur de l'unité de commande) est
microprogrammé : la complexité des instructions machines justifie ce choix en parti-
culier pour la mise au point efficace des séquenceurs. Le microprocesseur Motorola
68000 32 bits implante une puce VLSI ( Very Large Square Integration ) caractéris-
tique de l'approche CISC. Il se trouve que les besoins en performances croissent
plus rapidement que les évolutions technologiques, phénomène qui a conduit à un
réexamen des architectures des ordinateurs. En 1974, la compagnie IBM lance un
projet d'architecture qui conduira à ce qui s'appellera plus tard l'architecture RISC
( Reduced Instruction Set Computer ). Cette architecture est caractérisée par l'exis-
tence de caches d'instructions et de données, l'absence d'opérandes en mémoire
pour les instructions arithmétiques et logiques ; les instructions sont simples et de
longueur fixe.
Les premiers processeurs de ce type ont vu le jour à Berkeley (RISC1) et Stanford
(MIPS). Le terme RISC a été introduit par Patterson pour caractériser des architec-
tures où l'on cherche à exécuter une instruction en un cycle mémoire.
Afin de mieux comprendre l'évolution du CISC vers le RISC il convient de
préciser quelques points importants concernant les performances des processeurs et
la traduction des programmes.

8.5.1 Les performances d'un processeur

Elles font intervenir plusieurs facteurs : le temps d'exécution d'un programme, la
gestion de la mémoire (au sens des modes d'accès à la mémoire qui implique les
différents modes d'adressage dont on dispose dans les instructions machines), les inter-
ruptions et les changements de contexte.
On peut caractériser le temps d'exécution d'un programme, Te, par :
Te = Ni * Nc * Tc