Differenza tra RISC e CISC

Differenza chiave tra processori RISC e CISC

• Nel RISC il set di istruzioni è ridotto e la maggior parte di queste istruzioni sono molto primitive, mentre nel CISC il set di istruzioni è molto ampio e può essere utilizzato per operazioni complesse.
• Il tempo di esecuzione del computer RISC è molto basso, mentre il tempo di esecuzione del computer CISC è molto elevato.
• L'espansione del codice RISC può creare un problema, mentre l'espansione del codice CISC non è un problema.
• Nel RISC la decodifica delle istruzioni è semplice, mentre nel CISC è complessa.
• RISC non richiede memoria esterna per i calcoli, ma CISC richiede memoria esterna per i calcoli.
• RISC ha più set di registri presenti, mentre CISC ha un solo set di registri.

Qui, ho analizzato la differenza tra RISC e CISC e ne valuterò in modo completo i pro e i contro.

Cos'è il RISC?

RISC è progettato per eseguire un numero inferiore di tipi di istruzioni per computer. Quindi, può funzionare a una velocità maggiore. La forma completa di RISCHIO è un computer con set di istruzioni ridotto. È un microprocessore progettato per eseguire un numero inferiore di istruzioni del computer in modo da poter funzionare a una velocità maggiore.

I set di istruzioni RISC contengono meno di 100 istruzioni e utilizzano un formato di istruzioni fisso. Questo metodo utilizza alcune semplici modalità di indirizzamento che utilizzano un'istruzione basata su registri. In questo meccanismo di sviluppo del compilatore, LOAD/STORE è l'unica istruzione individuale per accedere alla memoria.

Caratteristiche del RISC

Nella nostra analisi, una caratteristica importante del RISC è:

• Decodifica delle istruzioni più semplice
• Un certo numero di registri di uso generale.
• Modalità di indirizzamento semplici
• Esistono meno tipi di dati.
• È possibile realizzare una pipeline.
• Un'istruzione per ciclo
• Operazioni da registro a registro
• Formato di istruzioni semplice
• L'esecuzione delle istruzioni sarebbe più veloce.
• Programmi più piccoli

Esempi di processori RISC

• Alpha
• ARC
• ARM
• AVR
• MIPS
• PA-RISC
• PIC
• Power Architectura
• SPARC

Vantaggi RISC

Da quello che ho osservato, ecco i principali vantaggi di RISC:

• Istruzioni macchina complesse ed efficienti.
• Offre ampie capacità di indirizzamento per la gestione della memoria.
• Esistono relativamente pochi registri rispetto ai processori RISC.
• Ti aiuta a ridurre il set di istruzioni.
• Offre schemi di indirizzamento limitati per gli operandi di memoria.

Svantaggi del RISC

Di seguito, condivido gli svantaggi di RISC così come li ho compresi.

• Le prestazioni dei processori RISC dipendono dal programmatore o dal compilatore. Il compilatore svolge un ruolo importante nella conversione del codice CISC in codice RISC.
• I processori RISC hanno grandi cache di memoria sul chip stesso.
• L'architettura RISC richiede che l'hardware on-chip venga continuamente riprogrammato.

Cos'è CISC?

CISC è stato sviluppato per semplificare lo sviluppo del compilatore. La forma completa di CISC è Complex Instruction Set Computer. Questi chip sono facili da programmare e utilizzano in modo efficiente la memoria.

CISC elimina la necessità di generare istruzioni macchina per il processore. Ad esempio, invece di dover creare un compilatore e scrivere lunghe istruzioni macchina per calcolare una distanza radice quadrata, un processore CISC offre la capacità integrata di farlo.

Molte delle prime macchine di calcolo erano programmate in linguaggio assembly. La memoria del computer era lenta e costosa. Il CISC era comunemente implementato in computer di grandi dimensioni come il PDP-11 e il sistema DEC.

Caratteristiche del CISC

Nella mia esperienza, ecco alcune caratteristiche importanti del CISC.

• È necessaria un'istruzione per supportare più modalità di indirizzamento.
• Ci sono un gran numero di istruzioni.
• La logica di decodifica delle istruzioni sarà complessa.
• Le istruzioni per compiti speciali vengono utilizzate raramente.
• Una grande varietà di modalità di indirizzamento
• Offre formati di istruzioni di lunghezza variabile.
• Le istruzioni sono più grandi di una parola.
• L'esecuzione delle istruzioni può richiedere più di un singolo ciclo di clock.
• Ci sono meno registri di uso generale poiché le operazioni vengono eseguite nella memoria stessa.
• Vari progetti CISC sono configurati con due registri speciali per lo stack pointer per la gestione degli interrupt.

Esempi di processori CISC

• CPU Intel x86
• Sistema/360
• VAX
• PDP-11
• Famiglia Motorola 68000
• AMD

Vantaggi del CISC

Secondo la mia esperienza, ecco i vantaggi del CISC:

• In CISC è facile aggiungere nuovi comandi al chip senza dover modificare la struttura del set di istruzioni.
• Questa architettura consente di utilizzare in modo efficiente la memoria principale.
• Il compilatore non dovrebbe essere molto complicato, come nel caso di CISC. I set di istruzioni possono essere scritti per corrispondere alle strutture dei linguaggi di alto livello.

Svantaggi del CISC

Qui, lasciatemi condividere gli svantaggi del CISC che ho riscontrato.

• Le generazioni precedenti di una famiglia di processori erano per lo più contenute come sottoinsieme in ogni nuova versione. Quindi, i set di istruzioni e l'hardware del chip diventano più complessi con ogni generazione di computer.
• Le prestazioni della macchina rallentano perché il tempo dell'orologio preso da istruzioni diverse non sarà mai lo stesso.
• Sono più grandi poiché richiedono più transistor.

RISC vs CISC: differenze chiave

Da quello che ho osservato, ecco le differenze importanti tra RISC e CISC.

RISCHIO	CISC
Ha un'unità di programmazione cablata.	Ha un'unità di microprogrammazione.
Il set di istruzioni è ridotto e la maggior parte di queste istruzioni sono molto primitive.	Il set di istruzioni contiene diverse istruzioni che possono essere utilizzate per operazioni complesse.
Le prestazioni sono ottimizzate, con particolare attenzione al software.	Le prestazioni sono ottimizzate con particolare attenzione all'hardware.
Sono presenti più set di registri.	Viene impostato un solo registro.
Questo tipo di processore è altamente pipeline.	Sono per lo più meno o non pipeline.
Il tempo di esecuzione è molto breve.	Il tempo di esecuzione è molto elevato.
L'espansione del codice potrebbe creare un problema.	L'espansione del codice non è un problema.
La decodifica delle istruzioni è semplice.	La decodifica delle istruzioni è complessa.
Non richiede memoria esterna per i calcoli.	Richiede memoria esterna per i calcoli.
I microprocessori RISC comuni sono ARC, Alpha, ARC, ARM, AVR, PA-RISC e SPARC.	Esempi di processori CISC sono le CPU System/360, VAX, AMD e Intel x86.
Ciclo singolo per ogni istruzione	Le istruzioni possono richiedere diversi cicli di clock.
Utilizzo intenso della RAM (che può causare colli di bottiglia se la RAM è limitata)	Utilizzo più efficiente della RAM rispetto a RISC
Istruzioni complesse e di lunghezza variabile	Istruzioni semplici e standardizzate
Un gran numero di istruzioni	Un numero limitato di istruzioni di lunghezza fissa
Modalità di indirizzamento composto	Modalità di indirizzamento limitate
Applicazioni importanti sono smartphone e PDA.	Applicazioni importanti includono sistemi di sicurezza e domotica.
Formato fisso (32 bit).	Vari formati (16–64 bit per ciascuna istruzione).
Separare le cache dei dati e delle istruzioni.	Cache unificata per istruzioni e dati.

Come scegliere tra un RISC e un CISC

Ho osservato che, mentre le architetture RISC eccellono in ambienti in cui semplicità e velocità sono fondamentali, i sistemi CISC sono indispensabili per attività che richiedono set di comandi completi.