Różnica między RISC a CISC
Kluczowa różnica między procesorami RISC i CISC
- W architekturze RISC zestaw instrukcji jest ograniczony, a większość z nich jest bardzo prymitywna, natomiast w architekturze CISC zestaw instrukcji jest bardzo duży i można go używać do złożonych operacji.
- Czas wykonania komputera RISC jest bardzo krótki, podczas gdy czas wykonania komputera CISC jest bardzo wysoki.
- Rozszerzanie kodu RISC może powodować problemy, podczas gdy rozszerzanie kodu CISC nie stanowi problemu.
- W architekturze RISC dekodowanie instrukcji jest proste, natomiast w architekturze CISC dekodowanie instrukcji jest złożone.
- RISC nie wymaga pamięci zewnętrznej do obliczeń, ale CISC wymaga pamięci zewnętrznej do obliczeń.
- RISC ma wiele zestawów rejestrów, podczas gdy CISC ma tylko jeden zestaw rejestrów.

Tutaj przeanalizowałem różnicę między RISC i CISC i kompleksowo ocenię ich zalety i wady.
Co to jest RYZYKO?
RISC jest zaprojektowany do wykonywania mniejszej liczby typów instrukcji komputerowych. Dlatego może działać z większą prędkością. Pełna forma RISC to komputery o zredukowanym zestawie instrukcji. Jest to mikroprocesor zaprojektowany do wykonywania mniejszej liczby instrukcji komputerowych, aby mógł działać z większą prędkością.
Zestawy instrukcji RISC zawierają mniej niż 100 instrukcji i korzystają z ustalonego formatu instrukcji. Ta metoda wykorzystuje kilka prostych trybów adresowania, które wykorzystują instrukcje oparte na rejestrach. W tym mechanizmie rozwoju kompilatora LOAD/STORE jest jedyną indywidualną instrukcją dostępu do pamięci.
Charakterystyka RISC
W naszej analizie istotną cechą RISC jest:
- Prostsze dekodowanie instrukcji
- Szereg rejestrów ogólnego przeznaczenia.
- Proste tryby adresowania
- Jest mniej typów danych.
- Można zbudować rurociąg.
- Jedna instrukcja na cykl
- Operacje rejestr-rejestr
- Prosty format instrukcji
- Wykonanie instrukcji byłoby szybsze.
- Mniejsze programy
Przykłady procesorów RISC
- Alfa
- ARC
- ARM
- AVR
- MIPS
- PA-RISC
- PIC
- Power Architektura
- SPARC
Zalety RISC
Z tego, co zaobserwowałem, oto kluczowe zalety RISC:
- Złożone i wydajne instrukcje maszynowe.
- Oferuje szerokie możliwości adresowania do zarządzania pamięcią.
- Rejestrów jest stosunkowo niewiele w porównaniu z procesorami RISC.
- Pomaga zmniejszyć zestaw instrukcji.
- Oferuje ograniczone schematy adresowania dla operandów pamięci.
Wady RISC
Poniżej przedstawiam wady RISC tak, jak je rozumiem.
- Wydajność procesorów RISC zależy od programisty lub kompilatora. Kompilator odgrywa ważną rolę w konwersji kodu CISC na kod RISC.
- Procesory RISC mają duże pamięci podręczne w samym chipie.
- Architektura RISC wymusza ciągłe przeprogramowywanie sprzętu wbudowanego w układ.
Co to jest CISC?
CISC został opracowany w celu uproszczenia rozwoju kompilatora. Pełna nazwa CISC to Complex Instruction Set Computer. Te układy są łatwe do zaprogramowania i efektywnie wykorzystują pamięć.
CISC eliminuje potrzebę generowania instrukcji maszynowych dla procesora. Na przykład zamiast konieczności tworzenia kompilatora i pisania długich instrukcji maszynowych w celu obliczenia odległości pierwiastkowej, procesor CISC oferuje wbudowaną możliwość zrobienia tego.
Wiele wczesnych maszyn obliczeniowych było programowanych w języku asemblera. Pamięć komputerowa była wolna i droga. CISC był powszechnie implementowany w tak dużych komputerach jak PDP-11 i system DEC.
Charakterystyka CISC
Z mojego doświadczenia wynika, że oto kilka ważnych cech CISC.
- Do obsługi wielu trybów adresowania potrzebna jest jedna instrukcja.
- Istnieje duża liczba instrukcji.
- Logika dekodowania instrukcji będzie złożona.
- Instrukcje dotyczące zadań specjalnych są używane rzadko.
- Duża różnorodność trybów adresowania
- Oferuje formaty instrukcji o zmiennej długości.
- Instrukcje są większe niż jedno słowo.
- Wykonanie instrukcji może zająć więcej niż jeden cykl zegara.
- Rejestrów ogólnego przeznaczenia jest mniej, ponieważ operacje są wykonywane bezpośrednio w pamięci.
- Różne projekty CISC są skonfigurowane z dwoma specjalnymi rejestrami dla wskaźnika stosu do zarządzania przerwaniami.
Przykłady procesorów CISC
- Procesory Intel x86
- System / 360
- VAX
- PDP-11
- Rodzina Motoroli 68000
- AMD
Zalety CISC
Z mojego doświadczenia wynika, że oto zalety CISC:
- W CISC łatwo jest dodawać nowe polecenia do chipa bez konieczności zmiany struktury zestawu instrukcji.
- Taka architektura pozwala na efektywne wykorzystanie pamięci głównej.
- Kompilator nie powinien być bardzo skomplikowany, jak w przypadku CISC. Zestawy instrukcji można zapisać tak, aby pasowały do struktur języków wysokiego poziomu.
Wady CISC
W tym miejscu opowiem o wadach CISC, z którymi się spotkałem.
- Wcześniejsze generacje rodziny procesorów były w większości zawarte jako podzbiór w każdej nowej wersji. Stąd zestawy instrukcji i sprzęt chipowy stają się bardziej złożone z każdą generacją komputerów.
- Wydajność maszyny spada, ponieważ czas zegara wykonywany przez różne instrukcje nigdy nie będzie taki sam.
- Są większe, ponieważ wymagają większej liczby tranzystorów.
RISC kontra CISC: kluczowe różnice
Z tego, co zaobserwowałem, oto istotne różnice między RISC i CISC.
RISC | CISC |
---|---|
Posiada wbudowany moduł programowania. | Posiada moduł mikroprogramowania. |
Zestaw instrukcji jest ograniczony i większość z tych instrukcji jest bardzo prymitywna. | Zestaw instrukcji składa się z różnych instrukcji, które można wykorzystać do wykonywania złożonych operacji. |
Wydajność jest zoptymalizowana, z naciskiem na oprogramowanie. | Wydajność jest zoptymalizowana z naciskiem na sprzęt. |
Istnieje wiele zestawów rejestrów. | Ustawiony jest tylko jeden rejestr. |
Ten typ procesora jest wysoce potokowy. | W większości są one mniej lub wcale nie są rurociągami. |
Czas realizacji jest bardzo krótki. | Czas realizacji jest bardzo długi. |
Rozszerzanie kodu może powodować problemy. | Rozszerzanie kodu nie stanowi problemu. |
Dekodowanie instrukcji jest proste. | Dekodowanie instrukcji jest skomplikowane. |
Nie wymaga pamięci zewnętrznej do obliczeń. | Do obliczeń wymaga pamięci zewnętrznej. |
Typowe mikroprocesory RISC to ARC, Alpha, ARC, ARM, AVR, PA-RISC i SPARC. | Przykładami procesorów CISC są procesory System/360, VAX, AMD i Intel x86. |
Pojedynczy cykl dla każdej instrukcji | Instrukcje mogą zająć kilka cykli zegara. |
Intensywne wykorzystanie pamięci RAM (co może powodować wąskie gardła, jeśli pamięć RAM jest ograniczona) | Bardziej efektywne wykorzystanie pamięci RAM niż RISC |
Instrukcje złożone i o zmiennej długości | Proste, ustandaryzowane instrukcje |
Duża ilość instrukcji | Niewielka liczba instrukcji o stałej długości |
Złożone tryby adresowania | Ograniczone tryby adresowania |
Ważnymi aplikacjami są smartfony i urządzenia PDA. | Do ważnych zastosowań należą systemy bezpieczeństwa i automatyka domowa. |
Naprawiono format (32-bitowy). | Różne formaty (16–64 bity dla każdej instrukcji). |
Oddziel pamięć podręczną danych i instrukcji. | Ujednolicona pamięć podręczna dla instrukcji i danych. |
Jak wybrać pomiędzy RISC a CISC
Zaobserwowałem, że podczas gdy architektura RISC sprawdza się w środowiskach, w których prostota i szybkość mają priorytet, systemy CISC sprawdzają się niezastąpione w przypadku zadań wymagających kompleksowych zestawów poleceń.