Ohje Set Architecture (ISA) määrittelee ohjeet, jotka prosessori voi suorittaa. Se toimii käyttöliittymänä laitteiston ja ohjelmiston välillä, ohjaa ohjeiden muotoilua, toteuttamista ja hallintaa. ISA:n ymmärtäminen on olennaista tehokkaiden prosessorien suunnittelussa ja optimoidun koodin kirjoittamisessa.

ISA:n peruskäsitteet

ISA määrittelee ohjemuodot, tyypit ja moodit. Se sisältää yksityiskohtia, kuten opcode-, operand- ja rekisterien käyttöä. Eri ISA-laitteilla, kuten x86:lla ja ARM:llä, on ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka on räätälöity eri laskentatarpeisiin.

Käytännön esimerkkejä ohjeista

Harkitse yksinkertainen lisäohje hypoteettisessa ISA:ssa:

ADD R1, R2, R3 . ... ...

Tämä ohjemuoto sisältää opcode (ADD) ja kolme rekisterioperandia. Se osoittaa, miten ohjeet määrittää toimintaa ja datan sijaintia.

Lasketaan ohjejaksoja

Ohjesyklin laskelmat auttavat arvioimaan prosessorin suorituskykyä. Esimerkiksi jos prosessori suorittaa ADD-ohjeen 2:ssa kellonkierron aikana ja toimii 1 GHz:n taajuudella, suoritusaika ohjetta kohden on:

Aika per opetus = syklit per opetus / Kellotaajuus

= 2 sykliä / 1 000 000 Hz = 2 nanosekuntia

Yhteenveto

ISA:n ymmärtäminen edellyttää opetusmuotojen, -tyyppien ja -toteutussyklien tuntemista. Käytännön esimerkkejä ohjeista ja siitä, miten prosessorin suorituskykyä voidaan arvioida tehokkaasti.