Definición de Microarquitectura

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(microarchitecture, uarch o µarch). En computación, una microarquitectura es una descripción del circuito eléctrico de una computadora, de la unidad central de proceso o del procesador digital de señal, que es suficiente para describir completamente el funcionamiento del hardware.

En ámbitos académicos, suele emplearse el término "organización de la computadora", mientras que en la industria de la computación suele utilizarse el término microarquitectura. Ambas palabras son sinónimos.

La microarquitectura y la arquitectura de conjunto de instrucciones constituyen la arquitectura de computadora.

Microarquitectura vs. arquitectura de conjunto de instrucciones

La microarquitectura debe distinguirse de la arquitectura de conjunto de instrucciones. Esta última es una imagen abstracta de un sistema de computación como sería visto por un programador en lenguaje máquina, e incluye el conjunto de instrucciones, modos de dirección de memoria, registros del procesador, y formatos de direcciones y datos.

La microarquitectura, en cambio, es de nivel más inferior, más concreto. Muestra las partes constituyentes del sistema y cómo se interconectan e interoperan, para así implementar la especificación de arquitectura.

Diferentes máquinas podrían tener una misma arquitectura de conjunto de instrucciones, y así ser capaces de ejecutar los mismos programas, sin embargo pueden tener diferentes microarquitecturas.

Estas diferentes microarquitecturas (junto con los avances en las tecnologías de fabricación de semiconductores) son las que permiten nuevas generaciones de procesadores que permiten alcanzar mejores niveles de performance comparadas con las generaciones previas. En teoría, una única microarquitectura (especialmente si ésta incluye microcódigo) podría ser usada para implementar dos conjuntos de instrucciones diferentes, por la programación de dos almacenes de control diferentes (el almacén de control almacena el microprograma del CPU).

Representación de una microarquitectura

La microarquitectura de una máquina, generalmente es representada empleando un digrama de bloques que describe las interconexiones entre registros, buses y bloques funcionales de la máquina. Esta descripción incluye el número de unidades de ejecución, el tipo de las unidades de ejecución (como punto flotante, entero, SIMD, etc.), la naturaleza del pipelining, el diseño de la memoria caché y el soporte de periféricos.

El esquema físico del circuito, las construcciones de hardware y otros detalles físicos son llamados implementación de esa microarquitectura. Dos máquinas pueden tener la misma microarquitectura, y por lo tanto el mismo diagrama de bloques, pero diferentes implementaciones de hardware.

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