RISCとCISCの違い

RISC プロセッサと CISC プロセッサの主な違い

RISC では命令セットが縮小され、これらの命令のほとんどは非常に原始的ですが、CISC では命令セットが非常に大きく、複雑な操作に使用できます。
RISC コンピュータの実行時間は非常に短いのに対し、CISC コンピュータの実行時間は非常に長くなります。
RISC コードの拡張は問題を引き起こす可能性がありますが、CISC コードの拡張は問題になりません。
RISC では命令のデコードは簡単ですが、CISC では命令のデコードは複雑です。
RISC は計算に外部メモリを必要としませんが、CISC は計算に外部メモリを必要とします。
RISC には複数のレジスタセットが存在しますが、CISC には 1 つのレジスタセットしかありません。

ここでは、RISCとCISCの違いを分析し、それぞれの長所と短所を総合的に評価します。

RISCとは何ですか？

RISCは、より少ない種類のコンピュータ命令を実行するように設計されており、そのため、より高速に動作することができます。 RISC 縮小命令セットコンピュータです。これは、より高速に動作できるように、より少ない数のコンピュータ命令を実行するように設計されたマイクロプロセッサです。

RISC 命令セットは 100 未満の命令を保持し、固定命令フォーマットを使用します。この方法では、レジスタベースの命令を使用するいくつかの単純なアドレス指定モードが使用されます。このコンパイラ開発メカニズムでは、メモリにアクセスするための個別の命令は LOAD/STORE だけです。

RISCの特徴

私たちの分析では、RISC の重要な特性は次のとおりです。

より簡単な命令デコード
多数の汎用レジスタ。
単純なアドレッシングモード
データ型が少なくなります。
パイプラインが実現できます。
サイクルごとに XNUMX つの命令
レジスタ間の操作
シンプルな命令形式
命令の実行が速くなります。
小規模なプログラム

RISCプロセッサの例

アルファ
ARC
ARM
AVR
MIPS
PA-RISC
PIC
出力 Archi構造
SPARC

RISC の利点

私が観察したことから、RISC の主な長所は次のとおりです。

複雑かつ効率的なマシン命令。
メモリ管理のための広範なアドレス指定機能を提供します。
RISC プロセッサと比較すると、レジスタの数は比較的少ないです。
命令セットを減らすのに役立ちます。
メモリオペランドに対して限定されたアドレス指定スキームを提供します。

RISC の欠点

以下に、私が理解している RISC の短所を共有します。

RISC プロセッサのパフォーマンスはプログラマまたはコンパイラに依存します。コンパイラは、CISC コードを RISC コードに変換する際に重要な役割を果たします。
RISC プロセッサは、チップ自体に大容量のメモリキャッシュを備えています。
RISC アーキテクチャでは、オンチップハードウェアを継続的に再プログラムする必要があります。

CISCとは？

CISC はコンパイラ開発を簡素化するために開発されました。CISC の完全な形式は、Complex Instruction Set Computer です。これらのチップはプログラムが簡単で、メモリを効率的に使用します。

CISC を使用すると、プロセッサ用の機械語命令を生成する必要がなくなります。たとえば、平方根距離を計算するためにコンパイラを作成して長い機械語命令を記述する代わりに、CISC プロセッサにはこれを実行する機能が組み込まれています。

初期のコンピュータの多くはアセンブリ言語でプログラムされていました。コンピュータのメモリは遅く、高価でした。CISC は、PDP-11 や DEC システムなどの大型コンピュータに一般的に実装されていました。

CISCの特徴

私の経験から言えば、CISC の重要な特徴がいくつかあります。

複数のアドレッシングモードをサポートするには XNUMX つの命令が必要です。
指示が大量にあります。
命令デコードロジックは複雑になります。
特別なタスクの指示はあまり使用されません。
豊富なアドレッシングモード
可変長命令フォーマットを提供します。
命令は 1 ワードのサイズより大きくなります。
命令の実行には 1 クロックサイクル以上かかる場合があります。
操作はメモリ自体で実行されるため、汎用レジスタの数は少なくなります。
さまざまな CISC 設計は、割り込みを管理するためのスタックポインタ用の 2 つの特殊レジスタを使用して設定されています。

CISCプロセッサの例

インテル x86 CPU
システム/ 360
VAX
PDP-11
モトローラ 68000 ファミリ
AMD

CISC の利点

私の経験では、CISC の利点は次のとおりです。

CISC では、命令セットの構造を変更することなく、チップに新しいコマンドを簡単に追加できます。
このアーキテクチャにより、メインメモリを効率的に使用できます。
CISC の場合のように、コンパイラはそれほど複雑であってはなりません。命令セットは、高級言語の構造に一致するように作成できます。

CISC の欠点

ここで、私が経験したCISCの欠点を共有しましょう。

プロセッサファミリの以前の世代は、主に新しいバージョンごとにサブセットとして含まれていました。そのため、命令セットとチップハードウェアは、コンピュータの世代が進むにつれて複雑になります。
異なる命令にかかるクロック時間は決して同じではないため、マシンのパフォーマンスが低下します。
より多くのトランジスタが必要になるため、サイズも大きくなります。

RISC と CISC: 主な違い

私が観察したことから、RISC と CISC の重要な違いは次のとおりです。

RISC	CISC
プログラミングのハードワイヤードユニットが備わっています。	マイクロプログラミングユニットを搭載しています。
命令セットは削減されており、これらの命令のほとんどは非常に原始的です。	命令セットには、複雑な操作に使用できるさまざまな命令が含まれています。
ソフトウェアを重視してパフォーマンスが最適化されています。	ハードウェアを重視してパフォーマンスが最適化されています。
複数のレジスタセットが存在します。	レジスタは 1 つだけ設定されます。
このタイプのプロセッサは高度にパイプライン化されています。	それらはほとんどパイプライン化されていないか、パイプライン化されていません。
実行時間は非常に短いです。	実行時間は非常に長いです。
コードを拡張すると問題が発生する可能性があります。	コードの拡張は問題ありません。
命令のデコードは簡単です。	命令のデコードは複雑です。
計算に外部メモリは必要ありません。	計算には外部メモリが必要です。
一般的な RISC マイクロプロセッサは、ARC、Alpha、ARC、ARM、AVR、PA-RISC、および SPARC です。	CISC プロセッサの例としては、System/360、VAX、AMD、Intel x86 CPU などがあります。
各命令のシングルサイクル	命令には数クロックサイクルかかる場合があります。
RAM の多用 (RAM が制限されている場合、ボトルネックが発生する可能性があります)	RISC よりも RAM を効率的に使用
複雑で可変長の命令	シンプルで標準化された指示
大量の指示	少数の固定長命令
複合アドレッシングモード	制限されたアドレッシングモード
重要なアプリケーションはスマートフォンと PDA です。	重要なアプリケーションには、セキュリティシステムやホームオートメーションが含まれます。
固定 (32 ビット) フォーマット	さまざまな形式 (命令ごとに 16 ～ 64 ビット)。
データキャッシュと命令キャッシュを分離します。	命令とデータの統合キャッシュ。

RISC と CISC のどちらを選択するか

RISC アーキテクチャはシンプルさとスピードが最も重要となる環境では優れていますが、包括的なコマンドセットを必要とするタスクには CISC システムが不可欠であることがわかりました。

よろしければ：