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MicroprocesseurD�finitionQu'est-ce qu'un microprocesseur ?
Le premier microprocesseur (Intel 4004) a �t� invent� en 1972.
Depuis, la puissance des microprocesseurs augmente exponentiellement. Quels sont donc ces petits morceaux de silicium qui dirigent nos ordinateurs? Le processeur (CPU) est le cerveau de l'ordinateur, c'est lui qui coordonne le reste des �l�ments, il se charge des calculs, bref il ex�cute les instructions qui ont �t� programm�es. Toutes ces op�rations sont des informations num�riques. Les microprocesseurs utilisent des petits transistors (�quivalents transistors) pour faire des op�rations de base; il y en a plusieurs millions sur un seul processeur. Les �l�ments principaux d'un microprocesseur sont: Une horloge qui rythme le processeur. A chaque TOP d'horloge le processeur effectue une instruction, ainsi plus l'horloge a une fr�quence �lev�e, plus le processeur effectue d'instructions par seconde (MIPS: Millions d'instruction par seconde); Par exemple un ordinateur ayant une fr�quence de 100 Mhz effectue 100 000 000 d'instructions par seconde; Une unit� de gestion des bus qui g�re les flux d'informations entrant et sortant;
Une unit� d'instruction qui lit les donn�es arrivant, les d�code puis les envoie � l'unit� d'ex�cution; Une unit� d'ex�cution qui accomplit les t�ches que lui a donn� l'unit� d'instruction. Le processeur travaille en fait gr�ce � un nombre tr�s limit� de fonctions (ET logique, Ou logique, addition ...), celles-ci sont directement c�bl�es sur les circuits �lectroniques. Il est impossible de mettre toutes les instructions sur un processeur car celui-ci est limit� par la taille de la gravure, ainsi pour mettre plus d'instructions il faudrait un processeur ayant une tr�s grande surface, or le processeur est constitu� de silicium et le silicium co�te cher, d'autre part il chauffe beaucoup. Le processeur traite donc les informations compliqu�es � l'aide d'instructions simples. Le parall�lisme
Le parall�lisme consiste � ex�cuter simultan�ment sur des processeurs diff�rents des instructions relatives � un m�me programme. Cela se traduit par le d�coupage d'un programme en plusieurs processus qui seront trait�s par des processeurs diff�rents dans le but de gagner en temps d'ex�cution. Cela n�cessite toutefois une communication entre les diff�rents processus. C'est le m�me principe de fonctionnement que dans une entreprise: le travail est divis� en petits processus trait�s par des services diff�rents et qui ne servent � rien si la communication entre les services ne fonctionne pas (ce qui est g�n�ralement le cas dans les entreprises...). Le �pipelining�
Le �pipelining� est un principe simple � comprendre. Un programme comporte g�n�ralement des portions de code (plus ou moins grandes) qui sont trait�es de nombreuses fois par le processeur. Le �pipelining� consiste donc � �viter d'avoir � r�it�rer de nombreuses fois des instructions que l'on a d�j� trait�es en fournissant directement le r�sultat! L'architecture CISC
L'architecture CISC (Complex Instruction Set Computer, ce qui signifie �ordinateur avec jeu d'instructions complexes�) est utilis�e par tous les processeurs de type x86, c'est-�-dire les processeurs fabriqu�s par Intel, AMD, Cyrix, ... Les processeurs bas�s sur l'architecture CISC peuvent traiter des instructions complexes, qui sont directement c�bl�es sur leurs circuits �lectroniques, c'est-�-dire que certaines instructions difficiles � cr�er � partir des instructions de base sont directement imprim�es sur le silicium de la puce afin de gagner en rapidit� d'ex�cution sur ces commandes. L'inconv�nient de ce type d'architecture provient justement du fait que des fonctions suppl�mentaires sont imprim�es sur le silicium, d'o� un co�t �lev�. D'autre part, les instructions sont de longueurs variables et peuvent parfois prendre plus d'un cycle d'horloge ce qui les rend lentes � l'ex�cution �tant donn� qu'un processeur bas� sur l'architecture CISC ne peut tra�ter qu'une instruction � la fois! L'architecture RISC
Contrairement � l'architecture CISC, un processeur utilisant la technologie RISC (Reduced Instruction Set Computer, dont la traduction est �ordinateur � jeu d'instructions r�duit�) n'a pas de fonctions suppl�mentaires c�bl�es. Cela impose donc des programmes ayant des instructions simples interpr�tables par le processeur. Cela se traduit par une programmation plus difficile et un compilateur plus puissant. Cependant vous vous d�tes qu'il peut exister des instructions qui ne peuvent pas �tre d�crites � partir des instructions simples... En fait ces instructions sont tellement peu nombreuses qu'il est possible de les c�bler directement sur le circuit imprimer sans alourdir de mani�re dramatique leur fabrication. L'avantage d'une telle architecture est bien �videmment le co�t r�duit de la fabrication des processeurs l'utilisant. De plus, les instructions, �tant simples, sont ex�cut�es en un cycle d'horloge, ce qui rend l'ex�cution des programmes plus rapides qu'avec des processeurs bas�s sur une architecture CISC. De plus, de tels processeurs sont capables de traiter plusieurs instructions simultan�ment en les traitant en parall�le.
CISC ou RISC?
� comparer les sp�cificit�s des deux types d'architecture on pourrait conclure que les processeurs bas� sur une architecture de type RISC sont les plus utilis�s... Cela n'est malheureusement pas le cas... En effet les ordinateurs construits autour d'une architecture RISC n�cessitent une quantit� de m�moire plus importante que les ordinateurs de type CISC.
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