Un estado de espera es un retraso que experimenta el procesador de una computadora al acceder a la memoria externa u otro dispositivo que tarda en responder.
Los microprocesadores de computadora generalmente funcionan mucho más rápido que los otros subsistemas de la computadora, que contienen los datos que la CPU lee y escribe. Incluso la memoria, la más rápida de ellas, no puede proporcionar datos tan rápido como la CPU podría procesarlos. En un ejemplo de 2011, los procesadores de PC típicos como el Intel Core 2 y el AMD Athlon 64 X2 funcionan con una velocidad de varios GHz , lo que significa que un ciclo de reloj es inferior a 1 nanosegundo (normalmente entre 0,3 ns y 0,5 ns en los ordenadores de sobremesa modernos). CPU), mientras que la memoria principal tiene una latencia de aproximadamente 15 a 30 ns. Algunas cachés de CPU de segundo nivel funcionan más lentamente que el núcleo del procesador.
Cuando el procesador necesita acceder a la memoria externa, comienza a colocar la dirección de la información solicitada en el bus de direcciones . Luego debe esperar la respuesta, que puede llegar decenas, si no cientos, de ciclos después. Cada uno de los ciclos transcurridos en espera se denomina estado de espera.
Los estados de espera son una pura pérdida del rendimiento de un procesador. Los diseños modernos intentan eliminarlos u ocultarlos utilizando una variedad de técnicas: cachés de CPU , canalizaciones de instrucciones , captación previa de instrucciones , predicción de bifurcación , subprocesos múltiples simultáneos y otras. Ninguna técnica por sí sola es 100% exitosa, pero juntas pueden reducir significativamente el problema.
Los estados de espera se pueden utilizar para reducir el consumo de energía de un procesador, permitiendo que el reloj del procesador principal se ralentice o se detenga temporalmente durante el estado de espera si la CPU no tiene otro trabajo que hacer. En lugar de girar inútilmente en un bucle cerrado esperando datos, reducir esporádicamente la velocidad del reloj de esta manera ayuda a mantener frío el núcleo del procesador y a prolongar la vida útil de la batería en los dispositivos informáticos portátiles.
En los mainframes IBM , el término estado de espera se utiliza con un significado diferente. Un estado de espera se refiere a una CPU que se detiene, posiblemente debido a algún tipo de condición de error grave (como un error irrecuperable durante la IPL del sistema operativo ). Un estado de espera se indica estableciendo el bit 14 de la PSW en 1, mientras que otros bits de la PSW proporcionan un código de estado de espera que indica el motivo de la espera. En el modo z/Architecture , el código de estado de espera se encuentra en los bits 116-127. [1]