Introducción

Este documento presenta una comparación detallada de las arquitecturas de dos procesadores populares: el Pentium 4 y el ARM Cortex-M1. Se analizan sus conjuntos de instrucciones, tipos de datos, acceso a memoria, caché y otras características clave.

Conjunto de instrucciones y tipos de datos

Pentium 4

El Pentium 4 utiliza la arquitectura CISC (Complex Instruction Set Computing) con el conjunto de instrucciones IA-32 y su extensión de 64 bits, ISA-64. Los tipos de datos que maneja incluyen:

• General: palabra (16 bits), doble palabra (32 bits) y palabra cuádruple (64 bits).
• Entero
• Punto flotante
• BCD (empaquetado o desempaquetado)
• Puntero de proximidad (32 bits)
• Campo de bits
• Cadena de bytes

ARM Cortex-M1

El ARM Cortex-M1 se basa en la arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Computing) con un conjunto de instrucciones de 32 bits. Los tipos de datos que admite son:

• Byte (8 bits)
• Media palabra (16 bits)
• Palabra (32 bits)
• Doble palabra (64 bits)

Es importante destacar que la palabra en el Pentium 4 tiene 16 bits, mientras que en el ARM Cortex-M1 tiene 32 bits.

Acceso a memoria y caché

Ambos procesadores tienen acceso a código y datos. El Pentium 4 se enfoca en el acceso a datos, mientras que el ARM Cortex-M1 prioriza el acceso a código.

Pentium 4

El Pentium 4 utiliza una caché de nivel 2 (L2) externa, inicialmente ubicada en la placa base y luego integrada en el procesador. Esta caché es más lenta que la caché de nivel 1 (L1) pero tiene mayor capacidad.

ARM Cortex-M1

El ARM Cortex-M1 también emplea una caché L2 externa.

Formato de instrucciones

El formato de las instrucciones define cómo se interpreta el patrón de bits para su ejecución. Indica el código de operación y los operandos, tanto explícitos como implícitos.

Descripción general y diferencias principales

Pentium 4

El Pentium 4, sucesor del Pentium III, introdujo la arquitectura NetBurst para abordar problemas relacionados con el conjunto de instrucciones x86, la memoria y las instrucciones de salto. Algunas características clave son:

• 42 millones de transistores
• Bus de 400 MHz
• Advanced Dynamic Execution
• Rapid Execution Engine
• Advanced Transfer Cache
• Hyper Pipelined Technology
• Execution Trace Cache
• Enhanced Floating Point/Multimedia
• Streaming SIMD Extensions 2

ARM Cortex-M1

El ARM Cortex-M1 es el primer procesador ARM diseñado para FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays). Permite ahorros de costes y mayor independencia de proveedores. Sus características principales incluyen:

• Simplificación de tres etapas de 32 bits del procesador RISC
• Instrucciones y datos configurable estrechamente unida recuerdos (0K – 1024K)

Conclusión

El Pentium 4 y el ARM Cortex-M1 son procesadores con arquitecturas y enfoques distintos. El Pentium 4, con su arquitectura CISC, ofrece un conjunto de instrucciones complejo y una caché L2 externa. El ARM Cortex-M1, basado en RISC, se caracteriza por su simplicidad y su diseño específico para FPGAs.