Разлика между RISC и CISC
Ключова разлика между RISC и CISC процесори
- В RISC наборът от инструкции е намален и повечето от тези инструкции са много примитивни, докато в CISC наборът от инструкции е много голям и може да се използва за сложни операции.
- Времето за изпълнение на RISC компютъра е много ниско, докато времето за изпълнение на CISC компютъра е много високо.
- Разширяването на RISC код може да създаде проблем, докато разширението на CISC код не е проблем.
- В RISC декодирането на инструкциите е просто, докато в CISC декодирането на инструкциите е сложно.
- RISC не изисква външна памет за изчисления, но CISC изисква външна памет за изчисления.
- RISC има множество набори от регистри, докато CISC има само един набор от регистри.
Тук анализирах разликата между RISC и CISC и ще оценя изчерпателно техните плюсове и минуси.
Какво е RISC?
RISC е проектиран да изпълнява по-малък брой типове компютърни инструкции. Следователно, той може да работи с по-висока скорост. Пълната форма на RISC е компютри с намален набор от инструкции. Това е микропроцесор, който е проектиран да изпълнява по-малък брой компютърни инструкции, така че да може да работи с по-висока скорост.
Наборите от RISC инструкции съдържат по-малко от 100 инструкции и използват фиксиран формат на инструкции. Този метод използва няколко прости режима на адресиране, които използват инструкция, базирана на регистър. В този механизъм за разработка на компилатор, LOAD/STORE е единствената индивидуална инструкция за достъп до паметта.
Характеристики на RISC
В нашия анализ важна характеристика на RICS е:
- По-просто декодиране на инструкции
- Редица регистри с общо предназначение.
- Опростени режими на адресиране
- Има по-малко типове данни.
- Може да се постигне тръбопровод.
- Една инструкция на цикъл
- Операции от регистър към регистър
- Опростен формат на инструкции
- Изпълнението на инструкциите ще бъде по-бързо.
- По-малки програми
Примери за RISC процесор
- Алфа
- ARC
- ARM
- AVR
- MIPS
- PA-RISC
- PIC
- Захранване Archiтекстура
- SPARC
Предимства на RISC
От това, което забелязах, ето основните предимства на RISC:
- Комплексни и ефективни машинни инструкции.
- Той предлага широки възможности за адресиране за управление на паметта.
- Има относително малко регистри в сравнение с RISC процесорите.
- Помага ви да намалите набора от инструкции.
- Предлага ограничени схеми за адресиране на операнди в паметта.
Недостатъци на RISC
По-долу споделям недостатъците на RISC, както ги разбирам.
- Производителността на RISC процесорите зависи от програмиста или компилатора. Компилаторът играе важна роля при преобразуването на CISC кода в RISC код.
- RISC процесорите имат големи кеш памети на самия чип.
- RISC архитектурата налага хардуерът на чипа да бъде непрекъснато препрограмиран.
Какво е CISC?
CISC е разработен, за да опрости разработката на компилатор. Пълната форма на CISC е компютър с комплексен набор от инструкции. Тези чипове са лесни за програмиране и ефективно използват паметта.
CISC елиминира необходимостта от генериране на машинни инструкции за процесора. Например, вместо да се налага да създавате компилатор и да пишете дълги машинни инструкции, за да изчислите разстоянието с квадратен корен, CISC процесорът предлага вградената възможност да направите това.
Много от първите изчислителни машини са били програмирани на асемблер. Компютърната памет беше бавна и скъпа. CISC обикновено се прилага в такива големи компютри като PDP-11 и системата DEC.
Характеристики на CISC
Според моя опит, ето някои важни характеристики на CISC.
- Необходима е една инструкция за поддържане на множество режими на адресиране.
- Има голям брой инструкции.
- Логиката за декодиране на инструкции ще бъде сложна.
- Инструкциите за специални задачи се използват рядко.
- Голямо разнообразие от режими на адресиране
- Той предлага формати на инструкции с променлива дължина.
- Инструкциите са по-големи от една дума.
- Изпълнението на инструкциите може да отнеме повече от един такт.
- Има по-малко регистри с общо предназначение, тъй като операциите се извършват в самата памет.
- Различни дизайни на CISC се настройват с два специални регистъра за указателя на стека за управление на прекъсванията.
Примери за CISC процесор
- Intel x86 процесори
- System / 360
- VAX
- PDP-11
- Семейство Motorola 68000
- AMD
Предимства на CISC
Според моя опит, ето предимствата на CISC:
- В CISC е лесно да добавяте нови команди към чипа, без да е необходимо да променяте структурата на набора от инструкции.
- Тази архитектура ви позволява да използвате ефективно основната памет.
- Компилаторът не трябва да е много сложен, както в случая с CISC. Наборите от инструкции могат да бъдат написани така, че да съответстват на структурите на езиците от високо ниво.
Недостатъци на CISC
Тук нека споделя недостатъците на CISC, с които се сблъсках.
- По-ранните поколения на семейство процесори се съдържат предимно като подмножество във всяка нова версия. Следователно наборите от инструкции и хардуерът на чиповете стават по-сложни с всяко поколение компютри.
- Производителността на машината се забавя, защото часовниковото време, взето от различни инструкции, никога няма да бъде същото.
- Те са по-големи, тъй като изискват повече транзистори.
RISC срещу CISC: Основни разлики
От това, което наблюдавах, ето важните разлики между RISC и CISC.
RISC | CISC |
---|---|
Има твърдо свързан модул за програмиране. | Има модул за микропрограмиране. |
Наборът от инструкции е намален и повечето от тези инструкции са много примитивни. | Наборът от инструкции съдържа различни инструкции, които могат да се използват за сложни операции. |
Производителността е оптимизирана, с акцент върху софтуера. | Производителността е оптимизирана с акцент върху хардуера. |
Присъстват множество набори от регистри. | Задава се само един регистър. |
Този тип процесори са силно конвейерни. | Те са предимно по-малко или не са конвейерни. |
Времето за изпълнение е много кратко. | Времето за изпълнение е много високо. |
Разширяването на кода може да създаде проблем. | Разширяването на кода не е проблем. |
Декодирането на инструкциите е просто. | Декодирането на инструкциите е сложно. |
Не изисква външна памет за изчисления. | Изисква външна памет за изчисления. |
Често срещаните RISC микропроцесори са ARC, Alpha, ARC, ARM, AVR, PA-RISC и SPARC. | Примери за CISC процесори са System/360, VAX, AMD и Intel x86 процесори. |
Единичен цикъл за всяка инструкция | Инструкциите могат да отнемат няколко такта. |
Тежко използване на RAM (което може да причини затруднения, ако RAM е ограничена) | По-ефективно използване на RAM от RISC |
Сложни инструкции с променлива дължина | Прости, стандартизирани инструкции |
Голям брой инструкции | Малък брой инструкции с фиксирана дължина |
Сложни режими на адресиране | Ограничени режими на адресиране |
Важни приложения са смартфоните и PDA устройствата. | Важни приложения включват системи за сигурност и домашна автоматизация. |
Фиксиран (32-битов) формат | Различни формати (16–64 бита за всяка инструкция). |
Разделете кешовете за данни и инструкции. | Унифициран кеш за инструкции и данни. |
Как да избирате между RISC и CISC
Забелязах, че докато RISC архитектурите превъзхождат в среди, където простотата и скоростта са от първостепенно значение, CISC системите са незаменими за задачи, които изискват изчерпателни набори от команди.