Interrupciones en la Arquitectura CISC
En este art铆culo explico con un ejemplo el tiempo total que tarda la CPU en realizar una tarea de Entrada Salida de datos.
El procesador tarda un tiempo en realizar una tarea de Entrada o Salida de datos, para esto el dispositivo que quiere realizar una transferencia env铆a una se帽al al procesador.
Despu茅s de que el procesador reciba la petici贸n para realizar una interrupci贸n y transferir esos datos, comienza el ciclo de reconocimiento de la interrupci贸n. Este ciclo sirve para que el procesador deje de hacer lo que est谩 haciendo y pase el control al RSI (Rutina de Servicio de la Interrupci贸n).
Para hacer los c谩lculos de este ejemplo vamos a utilizar una m谩quina con las siguientes caracter铆sticas:
Suponemos que un disco duro quiere transferir datos a la memoria del procesador, sabemos que el tiempo de latencia del disco es de 3 microsegundos. La velocidad de transferencia del disco ser谩 20Mb/s. El procesador tiene una frecuencia de 2 Giga Hercios. El servicio de interrupci贸n de rutinas (RSI) ejecuta 10 instrucciones de 3 ciclos de reloj cada una. La CPU necesita 8 ciclos de reloj adicional entre que detecta la interrupci贸n y le pasa el control al RSI. Los tiempos de programaci贸n y finalizaci贸n de la transferencia son de 20ns. . Por 煤ltimo sabemos que la transferencia ser谩 de 1000 datos de 4Bytes cada uno.
Para conocer el tiempo total que tarda la CPU en realizar toda la transferencia de datos tenemos que realizar las siguientes operaciones:
Primero conoceremos cuanto tiempo tarda el procesador en realizar un ciclo de reloj, para esto dividiremos 1 entre la frecuencia que tiene el procesador, que es 2 GHz. Por lo tanto, podemos saber que la CPU tarda 1/2 =0.5 en realizar un ciclo de reloj.
Sabemos que tarda 8 ciclos de reloj desde que detecta la interrupci贸n hasta que le pasa el control al RSI, si tardamos 8 y cada ciclo es de 0.5 nano segundos, tendremos 8*0.5=4ns.
Ahora queremos conocer el tiempo que tarda en ejecutar una instrucci贸n, que ser谩 3 ciclos de reloj multiplicado por 0.5ns., el resultado es 1.5ns.
Despu茅s calcularemos el tiempo de ejecuci贸n RSI, que ser谩 10 instrucciones multiplicado por el tiempo que tarda cada instrucci贸n que es 1.5, por lo tanto ser谩 10*1.5=15ns.
Por 煤ltimo, tenemos que realizar 1000 interrupciones, que multiplicado por el tiempo que tarda en ejecutar cada una (RSI) ser谩 igual a 1000*15=15000ns
15000ns que a帽adidos al tiempo que tarda en programar y finalizar la ejecuci贸n ser谩 igual a 15000+20ns= 15020ns.
Por lo tanto podemos saber que la CPU tardar谩 15020 nano segundos en transferir 1000 bloques de 4 Bytes cada uno, es decir, 4000 Bytes.