Merced: O Sucessor do Pentium II

CISC versus RISC versus VLIW

Conta a história que as máquinas RISC ("Reduced Instruction Set Computer") surgiram quando os projetistas substituíram as instruções complexas por um conjuntos mais simples, mais veloz e de controle mais fácil. Com isso, o chip ficou menos sobrecarregado, sobrando mais área para ser usada em outras unidades funcionais.

A história real é um pouco diferente! As máquinas RISC nasceram da necessidade de simplificar-se a CPU. A ideia foi trocar complexidade da CPU por otimização durante a compilação. Usou-se então um conjunto de instruções pequeno mas veloz, que pudesse ser executado em paralelo e ainda que fosse de fácil controle. Um grande conjunto de registradores substituiu os complexos modos de endereçamento. Com a simplificação da unidade de controle, uma maior área do CI pode ser empenhada diretamente no processamento. O trabalho de arrumar as instruções, de forma a espremer o máximo desempenho da CPU, foi transferido para o compilador. Em outras palavras, boa parte da complexidade da CPU foi transferida para o compilador. Assim o termo RISC não é muito feliz pois ele faz referência apenas ao conjunto de instruções e ignora o importante papel do compilador em gerar programas otimizados para essas máquinas.

A família x86 começou com a CPU 8086, que é uma máquina CISC. Com a demanda por desempenho, os projetistas da Intel espremeram todo o desempenho passível de ser obtida com essa arquitetura. A evolução natural seria para uma arquitetura RISC, mas isso comprometeria seriamente a compatibilidade com o passado. A solução encontrada foi a de projetar uma máquina híbrida: uma casca CISC com um coração RISC. Assim são os Pentium Pro e Pentium II que traduzem as complexas instruções x86 em uma ou mais micro-operações que são executadas por uma máquina RISC. Essa micro-operações são de mais fácil controle e podem ser executadas em paralelo. Porém uma grande parte da CPU ainda é dedicada ao controle dessas instruções, à predição dos desvios e à tradução. As atuais CPUs possuem milhões de transistores, mas, desse total, apenas uma pequena parte é usada diretamente no processamento, pois a grande maioria é consumida no controle das instruções para possibilitar a execução fora de ordem e na predição dos desvios, ou seja, as atuais arquiteturas RISC/CISC estão complexas novamente e, por isso, é hora de aplicar o método: vamos simplificar a CPU e passar o trabalho de otimização para o compilador. Essa é a grande máxima da arquitetura IA-64, empregada no desenvolvimento da CPU Merced.