Erinevus RISC ja CISC vahel

Peamised erinevused RISC- ja CISC-protsessorite vahel

• RISC-is on käsustik vähendatud ja enamik neist juhistest on väga primitiivsed, samas kui CISC-s on käsustik väga suur ja seda saab kasutada keerukate toimingute jaoks.
• RISC-arvuti täitmisaeg on väga madal, samas kui CISC-arvuti täitmisaeg on väga pikk.
• RISC-koodi laiendamine võib tekitada probleeme, samas kui CISC-koodi laiendamine pole probleem.
• RISC-is on juhiste dekodeerimine lihtne, samas kui CISC-s on juhiste dekodeerimine keeruline.
• RISC ei vaja arvutuste tegemiseks välist mälu, kuid CISC vajab arvutuste tegemiseks välist mälu.
• RISC-l on mitu registrikomplekti, samas kui CISC-l on ainult üks registrikomplekt.

Siin olen analüüsinud erinevust RISC ja CISC vahel ning hindan põhjalikult nende plusse ja miinuseid.

Mis on RISC?

RISC on mõeldud väiksema arvu arvutikäskude tüübi täitmiseks. Seetõttu võib see töötada suurema kiirusega. Täielik vorm RISK on vähendatud käsukomplektiga arvutid. See on mikroprotsessor, mis on ette nähtud väiksema arvu arvutikäskude täitmiseks, et see saaks töötada suurema kiirusega.

RISC-käsukomplektid sisaldavad vähem kui 100 käsku ja kasutavad fikseeritud käsuvormingut. See meetod kasutab mõnda lihtsat adresseerimisrežiimi, mis kasutavad registripõhist käsku. Selles kompilaatori arendusmehhanismis on LOAD/STORE ainus individuaalne juhis mälule juurdepääsuks.

RISC-i omadused

Meie analüüsis on RISC-i oluline omadus:

• Lihtsam juhiste dekodeerimine
• Mitmed üldotstarbelised registrid.
• Lihtsad adresseerimisrežiimid
• Andmetüüpe on vähem.
• Torujuhe on võimalik saavutada.
• Üks juhend tsükli kohta
• Registrist-registrisse toimingud
• Lihtne juhiste formaat
• Käskude täitmine oleks kiirem.
• Väiksemad programmid

RISC protsessori näited

• Alfa
• ARC
• ARM
• aprill
• MIPS
• PA-RISC
• PIC
• võim Architektuur
• SPARC

RISC eelised

Sellest, mida ma olen täheldanud, on siin RISCi peamised plussid:

• Keerulised ja tõhusad masinajuhised.
• See pakub mälu haldamiseks ulatuslikke adresseerimisvõimalusi.
• Võrreldes RISC-protsessoritega on registreid suhteliselt vähe.
• See aitab teil juhiste komplekti vähendada.
• Pakub piiratud adresseerimisskeeme mäluoperandide jaoks.

RISC puudused

Allpool jagan RISC-i miinuseid nii, nagu ma neist aru saan.

• RISC-protsessorite jõudlus sõltub programmeerijast või kompilaatorist. Kompilaatoril on oluline roll CISC-koodi teisendamisel RISC-koodiks.
• RISC-protsessoritel on kiibil endal suured mälu vahemälud.
• RISC-arhitektuur nõuab kiibil oleva riistvara pidevat ümberprogrammeerimist.

Mis on CISC?

CISC töötati välja kompilaatorite arendamise lihtsustamiseks. CISC täisvorm on kompleksne käsukomplekti arvuti. Neid kiipe on lihtne programmeerida ja need kasutavad mälu tõhusalt.

CISC välistab vajaduse genereerida protsessori masinajuhiseid. Näiteks selle asemel, et ruutjuure kauguse arvutamiseks koostada kompilaator ja kirjutada pikki masinajuhiseid, pakub CISC-protsessor selleks sisseehitatud võimalust.

Paljud varased arvutusmasinad olid programmeeritud montaažikeeles. Arvuti mälu oli aeglane ja kallis. CISC-i rakendati tavaliselt sellistes suurtes arvutites nagu PDP-11 ja DEC-süsteem.

CISC omadused

Minu kogemuse kohaselt on siin mõned CISC-i olulised omadused.

• Mitme adresseerimisrežiimi toetamiseks on vaja ühte juhist.
• Seal on suur hulk juhiseid.
• Käskude dekodeerimise loogika on keeruline.
• Eriülesannete juhiseid kasutatakse harva.
• Suur valik adresseerimisrežiime
• See pakub muutuva pikkusega juhiste vorminguid.
• Juhised on suuremad kui ühe sõna suurus.
• Käskude täitmiseks võib kuluda rohkem kui üks kella tsükkel.
• Üldotstarbelisi registreid on vähem, kuna toimingud tehakse mälus endas.
• Katkestuste haldamiseks on pinukursori jaoks loodud erinevad CISC-kujundused.

CISC protsessori näited

• Inteli x86 protsessorid
• Süsteem/360
• VAX
• PDP-11
• Motorola 68000 perekond
• AMD

CISC eelised

Minu kogemuse kohaselt on CISC eelised järgmised:

• CISC-s on kiibile lihtne uusi käske lisada, ilma et oleks vaja muuta käsukomplekti struktuuri.
• See arhitektuur võimaldab teil põhimälu tõhusalt kasutada.
• Kompilaator ei tohiks olla väga keeruline, nagu CISC puhul. Käsukomplekte saab kirjutada nii, et need vastaksid kõrgetasemeliste keelte struktuuridele.

CISC miinused

Siin lubage mul jagada CISC-i puudusi, millega olen kokku puutunud.

• Protsessoriperekonna varasemad põlvkonnad sisaldusid enamasti igas uues versioonis alamhulgana. Seetõttu muutuvad käsukomplektid ja kiibi riistvara iga arvutipõlvkonnaga keerukamaks.
• Masina jõudlus aeglustub, kuna erinevate juhiste poolt kuluv kellaaeg ei muutu kunagi samaks.
• Need on suuremad, kuna vajavad rohkem transistore.

RISC vs CISC: peamised erinevused

Selle põhjal, mida ma olen täheldanud, on siin olulised erinevused RISC ja CISC vahel.

RISK	CISC
Sellel on juhtmega programmeerimisseade.	Sellel on mikroprogrammeerimisseade.
Käskude kogum on vähendatud ja enamik neist juhistest on väga primitiivsed.	Käskude komplektis on mitmesuguseid erinevaid juhiseid, mida saab kasutada keerukate toimingute jaoks.
Jõudlus on optimeeritud, rõhuasetusega tarkvaral.	Jõudlust optimeeritakse, pannes rõhku riistvarale.
Olemas on mitu registrikomplekti.	Seadistatud on ainult üks register.
Seda tüüpi protsessorid on tihedalt konveierdatud.	Enamasti on need torujuhtmetega vähem või mitte.
Täitmisaeg on väga lühike.	Täitmisaeg on väga pikk.
Koodi laiendamine võib tekitada probleeme.	Koodi laiendamine pole probleem.
Juhiste dekodeerimine on lihtne.	Juhiste dekodeerimine on keeruline.
See ei vaja arvutuste tegemiseks välist mälu.	Arvutamiseks on vaja välist mälu.
Levinud RISC-mikroprotsessorid on ARC, Alpha, ARC, ARM, AVR, PA-RISC ja SPARC.	CISC-protsessorite näideteks on System/360, VAX, AMD ja Intel x86 protsessorid.
Üks tsükkel iga juhise jaoks	Juhised võivad võtta mitu kellatsüklit.
RAM-i suur kasutamine (mis võib põhjustada kitsaskohti, kui RAM on piiratud)	RAM-i tõhusam kasutamine kui RISC
Keerulised ja muutuva pikkusega juhised	Lihtsad, standardiseeritud juhised
Suur hulk juhiseid	Väike arv fikseeritud pikkusega juhiseid
Liitaadressi režiimid	Piiratud adresseerimisrežiimid
Olulised rakendused on nutitelefonid ja pihuarvutid.	Oluliste rakenduste hulka kuuluvad turvasüsteemid ja koduautomaatika.
Fikseeritud (32-bitine) formaat	Erinevad vormingud (16–64 bitti iga käsu kohta).
Eraldage andmete ja juhiste vahemälu.	Ühtne vahemälu juhiste ja andmete jaoks.

Kuidas valida RISC ja CISC vahel

Olen täheldanud, et kuigi RISC-arhitektuurid on suurepärased keskkondades, kus lihtsus ja kiirus on ülimalt tähtsad, on CISC-süsteemid asendamatud ülesannete jaoks, mis nõuavad kõikehõlmavaid käsukomplekte.