Definición de MIPS (arquitectura de microprocesador)
(MIPS o Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages). Arquitectura de microprocesadores RISC desarrollada originalmente por MIPS Computer Systems, luego MIPS Technologies. MIPS se destaca por implementar un diseño simple y eficiente, orientado a la optimización del rendimiento y la facilidad de implementación en hardware.
El diseño de la familia MIPS fue influenciado por arquitecturas RISC pioneras, como DEC Alpha, y por los principios de la informática académica de la Universidad de Stanford. Su filosofía se centra en la reducción y simplificación del conjunto de instrucciones, buscando que cada instrucción se ejecute en un solo ciclo de reloj, lo que facilita la paralelización y el uso eficiente del pipeline.
La designación MIPS proviene de las siglas Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages, es decir, microprocesador sin etapas de tubería interbloqueadas. Esto significa que el diseño evita la necesidad de mecanismos complejos para resolver dependencias entre instrucciones, simplificando el hardware y mejorando la velocidad de ejecución.
Durante la década de 1990, la arquitectura MIPS se consolidó como una de las más populares en el mercado de chips RISC, llegando a estar presente en aproximadamente uno de cada tres chips de este tipo producidos en ese período. Esto evidenció su éxito y amplia adopción tanto en la industria como en el ámbito académico.
La arquitectura MIPS es conocida por su conjunto de instrucciones limpio y claro, lo que la hace ideal para ser estudiada en universidades y escuelas técnicas. Su simplicidad también facilita la depuración y el diseño de compiladores.
Ejemplo: Un procesador MIPS ejecuta instrucciones como add (suma), sub (resta) o lw (carga de palabra) en un solo ciclo, a diferencia de arquitecturas más complejas como x86, donde las instrucciones pueden requerir varios ciclos y etapas más complicadas.
Ventajas y desventajas de la arquitectura MIPS
- Ventajas:
- Simplicidad en el diseño y la implementación.
- Alto rendimiento por ciclo de reloj debido al uso eficiente del pipeline.
- Facilidad para la enseñanza y comprensión de conceptos de arquitectura de procesadores.
- Escalabilidad a diferentes tamaños de palabra (32 y 64 bits).
- Desventajas:
- Menor compatibilidad con software legado en comparación con arquitecturas como x86.
- En algunos casos, menor optimización para tareas específicas frente a procesadores CISC.
Comparación con otras arquitecturas
MIPS comparte principios con otras arquitecturas RISC como ARM y PowerPC, aunque cada una tiene particularidades en cuanto a conjunto de instrucciones y aplicaciones. Por ejemplo, ARM ha dominado el mercado de dispositivos móviles, mientras que MIPS se ha utilizado mayormente en sistemas embebidos y consolas de videojuegos.
Dónde se utiliza MIPS
MIPS es ampliamente utilizado en sistemas integrados como Series2 TiVo, dispositivos Windows CE, routers de Cisco y consolas de videojuegos como el Nintendo 64, la PlayStation, PlayStation 2 y el sistema handheld PlayStation Portable.
Hasta finales de 2006, también fue utilizado en muchos productos de computadoras de SGI.
En el ámbito académico, la arquitectura MIPS es frecuentemente elegida para la enseñanza de arquitectura de computadores y ensamblador, gracias a su conjunto de instrucciones sencillo y bien documentado.
Versiones de MIPS
Los primeros procesadores MIPS eran de 32 bits, pero posteriormente se desarrollaron versiones de 64 bits para aplicaciones que requerían mayor capacidad de procesamiento y direccionamiento de memoria.
Existen varias revisiones del conjunto de instrucciones MIPS, incluyendo: MIPS I, MIPS II, MIPS III, MIPS IV, MIPS V, MIPS32 y MIPS64.
También se han desarrollado extensiones opcionales, como:
- MIPS-3D: Para procesamiento de gráficos tridimensionales.
- MDMX (MaDMaX): Para operaciones multimedia.
- MIPS16e: Agrega compresión al stream de instrucciones, permitiendo que los programas ocupen menos espacio.
- MIPS MT: Similar al HyperThreading de Intel, agrega capacidades de multitarea mediante hilos múltiples.
Resumen: MIPS
MIPS es una arquitectura de microprocesadores RISC desarrollada por MIPS Technologies, destacada por su diseño simple, eficiente y fácil de implementar. Fue una de las arquitecturas más utilizadas en los años 90, especialmente en sistemas embebidos y consolas de videojuegos.
¿Qué significa MIPS en el contexto de los microprocesadores?
MIPS es el acrónimo de Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages, una arquitectura de microprocesadores RISC que prioriza la eficiencia y la simplicidad en el diseño.
¿Cuándo fue desarrollada la arquitectura MIPS?
La arquitectura MIPS fue desarrollada a mediados de la década de 1980, aunque alcanzó su máxima popularidad en los años 90.
¿Qué porcentaje de chips RISC producidos se basaban en el diseño MIPS en esa época?
Se estima que alrededor de uno de cada tres chips RISC producidos en los años 90 estaba basado en el diseño MIPS.
¿Qué significa RISC en relación a los microprocesadores?
RISC, acrónimo de Reduced Instruction Set Computer, es una arquitectura de microprocesadores que utiliza un conjunto reducido de instrucciones, permitiendo una mayor eficiencia y velocidad en la ejecución de tareas.
¿Cuál era la ventaja principal de los microprocesadores basados en la arquitectura MIPS?
La principal ventaja de los microprocesadores MIPS es su eficiencia en la ejecución de instrucciones gracias a su diseño simplificado, lo que se traduce en mayor rendimiento y menor consumo de energía.
¿Qué empresa desarrolló la arquitectura MIPS?
La arquitectura MIPS fue desarrollada por MIPS Computer Systems, luego conocida como MIPS Technologies.
Tecnologías empleadas en CPUs |
|
| • Arquitectura |
• Harvard (Modified Harvard) • von Neumann • Dataflow • TTA |
| • Conjunto de instrucciones |
• ASIP • CISC • EDGE • EPIC • MISC • MIPS • NISC • OISC • RISC • TRIPS • VLIW • ZISC |
| • Tamaño de palabra (word) |
• 1 bit • 4 bit • 8 bit • 9 bit • 10 bit • 12 bit • 15 bit • 16 bit • 18 bit • 22 bit • 24 bit • 25 bit • 26 bit • 27 bit • 31 bit • 32 bit • 33 bit • 34 bit • 36 bit • 39 bit • 40 bit • 48 bit • 50 bit • 60 bit • 64 bit • 128 bit • 256 bit • 512 bit • bit variable |
| • Ejecución (ciclo de instrucción) |
• Segmentación (pipelining): Bubble, Operand forwarding |
| • Computación paralela |
• Paralelismo a nivel de Bit: bit-serial, palabra • Paralelismo a nivel de Instrucción: escalar, superescalar • Paralelismo de Datos: vector • Paralelismo a nivel de Memoria (MLP) • Paralelismo a nivel de Tareas: hilo de ejecución (thread) |
| • Multihilo |
• Temporal multithreading • Simultaneous multithreading: HyperThreading |
| • Taxonomía de Flynn |
• SISD • SIMD • MISD • MIMD (SPMD) • Modos de direccionamiento (addressing mode) |
| • Tipos |
• Procesador digital de señales (DSP) • GPGPU • Microcontrolador • Unidad de procesamiento físico (PPU) • System on a chip (SoC) • Celular (cellular architecture) |
| • Componentes |
• Unidad de generación de direcciones (address generation unit o AGU) |
| • Gestión de energía |
• APM • ACPI • Escala de frecuencia dinámica (Dynamic frequency scaling) • Escala de tensión dinámica (Dynamic voltage scaling) • Gating de reloj (clock gating) |
| • Seguridad por hardware de CPU |
• NX bit |
Autor: Leandro Alegsa
Actualizado: 08-07-2025
¿Cómo citar este artículo?
Alegsa, Leandro. (2025). Definición de MIPS. Recuperado de https://www.alegsa.com.ar/Dic/mips.php
