El 8088 muere bajo un microscopio, con los principales bloques funcionales etiquetados. Esta foto muestra la única capa metálica del chip; el polisilicio y el silicio están debajo. (Crédito: Ken Shirriff)
La captación previa de caché es lo que permite a los procesadores tener datos y/o instrucciones listas para su uso en una caché local rápida en lugar de tener que esperar a que una solicitud de recuperación llegue a la RAM del sistema y regrese. El procesador Intel 8088 (y su hermano mayor 8086) estuvo entre los primeros microprocesadores en implementar la captación previa (de instrucciones) en el hardware, lo cual [Ken Shirriff] ha analizado Basado en las imágenes de este famoso procesador. Esto sigue inmersión profunda del año pasado en el hardware de precarga del 8086, con (como era de esperar) muchas similitudes entre estos dos microprocesadores, así como algunas diferencias que se deben principalmente al bus de datos reducido de 8088 bits del 8.
Mientras que el 8086 tiene 3 ranuras de 16 bits en el captador previo de instrucciones, el 8088 tiene 4 ranuras, cada una de 8 bits. El hardware de captación previa es parte de la Unidad de interfaz de bus (BIU), que desacopla efectivamente el procesador real (Unidad de ejecución o UE) de la RAM del sistema. Si bien las MPU anteriores eran completamente deterministas, con instrucciones que se cargaban desde la RAM y se ejecutaban posteriormente, la captación previa de los 8086 y 8088 significaba que tales suposiciones ya no eran ciertas. Las características agregadas en BIU también significaron que el puntero de instrucción (IP) y los registros relacionados se movieron a BIU, mientras que la lógica del búfer circular alrededor de la cola tenía que de alguna manera mantener las colas y los desplazamientos del puntero en la RAM funcionando correctamente.
Aunque hoy en día las CPU tienen cachés multinivel mucho más complicados que se miden en kilobytes y megabytes, es fascinante ver dónde empezó todo, con sólo unos pocos bytes y una lógica de hardware relativamente sencilla que se puede seguir fácilmente bajo un microscopio. .
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- Fuente: https://hackaday.com/2024/03/28/the-intel-8088-and-8086-processors-instruction-prefetch-circuitry/
