Diferença entre RISC e CISC

Diferença chave entre processadores RISC e CISC

• No RISC, o conjunto de instruções é reduzido e a maioria dessas instruções é muito primitiva, enquanto no CISC, o conjunto de instruções é muito grande e pode ser usado para operações complexas.
• O tempo de execução do computador RISC é muito baixo, enquanto o tempo de execução do computador CISC é muito alto.
• A expansão do código RISC pode criar um problema, enquanto a expansão do código CISC não é um problema.
• Em RISC, a decodificação de instruções é simples, enquanto em CISC, a decodificação de instruções é complexa.
• O RISC não requer memória externa para cálculos, mas o CISC requer memória externa para cálculos.
• O RISC possui vários conjuntos de registros presentes, enquanto o CISC possui apenas um único conjunto de registros.

Aqui, analisei a diferença entre RISC e CISC e avaliarei de forma abrangente seus prós e contras.

O que é RISCO?

O RISC é projetado para executar um número menor de tipos de instruções de computador. Portanto, ele pode operar em uma velocidade maior. A forma completa de RISC é Reduced Instruction Set Computers. É um microprocessador que é projetado para executar um número menor de instruções de computador para que ele possa operar em uma velocidade maior.

Os conjuntos de instruções RISC contêm menos de 100 instruções e usam um formato de instrução fixo. Este método utiliza alguns modos de endereçamento simples que utilizam uma instrução baseada em registrador. Neste mecanismo de desenvolvimento do compilador, LOAD/STORE é a única instrução individual para acessar a memória.

Características do RISC

Em nossa análise, uma característica importante do RISC é:

• Decodificação de instruções mais simples
• Vários registros de uso geral.
• Modos de endereçamento simples
• Existem menos tipos de dados.
• Um pipeline pode ser alcançado.
• Uma instrução por ciclo
• Operações de registro para registro
• Formato de instrução simples
• A execução das instruções seria mais rápida.
• Programas menores

Exemplos de processadores RISC

• alfa
• ARC
• ARM
• AVR
• MIPS
• PA-RISC
• PIC
• Energia Archiarquitetura
• SPARC

Vantagens RISC

Pelo que observei, aqui estão as principais vantagens do RISC:

• Instruções de máquina complexas e eficientes.
• Ele oferece amplos recursos de endereçamento para gerenciamento de memória.
• Existem relativamente poucos registros quando comparados aos processadores RISC.
• Isso ajuda a reduzir o conjunto de instruções.
• Oferece esquemas de endereçamento limitados para operandos de memória.

Desvantagens do RISC

Abaixo, compartilho os contras do RISC conforme os entendo.

• O desempenho dos processadores RISC depende do programador ou compilador. O compilador desempenha um papel importante na conversão do código CISC em código RISC.
• Os processadores RISC possuem grandes caches de memória no próprio chip.
• A arquitetura RISC exige que o hardware no chip seja continuamente reprogramado.

O que é CISC?

O CISC foi desenvolvido para simplificar o desenvolvimento do compilador. A forma completa do CISC é um Complex Instruction Set Computer. Esses chips são fáceis de programar e usam a memória de forma eficiente.

O CISC elimina a necessidade de gerar instruções de máquina para o processador. Por exemplo, em vez de ter que criar um compilador e escrever longas instruções de máquina para calcular uma distância de raiz quadrada, um processador CISC oferece a capacidade integrada de fazer isso.

Muitas das primeiras máquinas de computação eram programadas em linguagem assembly. A memória do computador era lenta e cara. CISC era comumente implementado em computadores grandes como o PDP-11 e o sistema DEC.

Características do CISC

Na minha experiência, aqui estão algumas características importantes do CISC.

• Uma instrução é necessária para suportar vários modos de endereçamento.
• Há um grande número de instruções.
• A lógica de decodificação de instruções será complexa.
• Instruções para tarefas especiais são usadas com pouca frequência.
• Uma grande variedade de modos de endereçamento
• Oferece formatos de instrução de comprimento variável.
• As instruções são maiores que o tamanho de uma palavra.
• As instruções podem levar mais de um único ciclo de clock para serem executadas.
• Há menos registradores de uso geral, pois as operações são executadas na própria memória.
• Vários projetos CISC são configurados com dois registros especiais para o ponteiro de pilha para gerenciamento de interrupções.

Exemplos de processadores CISC

• Processadores Intel x86
• System / 360
• VAX
• PDP-11
• Família Motorola 68000
• AMD

Vantagens do CISC

Na minha experiência, aqui estão os benefícios do CISC:

• No CISC, é fácil adicionar novos comandos ao chip sem a necessidade de alterar a estrutura do conjunto de instruções.
• Essa arquitetura permite que você faça uso eficiente da memória principal.
• O compilador não deve ser muito complicado, como no caso do CISC. Os conjuntos de instruções podem ser escritos para corresponder às estruturas de linguagens de alto nível.

Desvantagens CISC

Aqui, deixe-me compartilhar as desvantagens do CISC que encontrei.

• Gerações anteriores de uma família de processadores eram, na maioria das vezes, contidas como um subconjunto em cada nova versão. Portanto, conjuntos de instruções e hardware de chip se tornam mais complexos a cada geração de computadores.
• O desempenho da máquina diminui porque o tempo de clock gasto por instruções diferentes nunca será o mesmo.
• Eles são maiores porque requerem mais transistores.

RISC x CISC: principais diferenças

Pelo que observei, aqui estão as diferenças importantes entre RISC e CISC.

RISC	CISC
Possui uma unidade de programação conectada.	Possui unidade de microprogramação.
O conjunto de instruções é reduzido e a maioria dessas instruções são muito primitivas.	O conjunto de instruções possui várias instruções diferentes que podem ser usadas para operações complexas.
O desempenho é otimizado, com ênfase no software.	O desempenho é otimizado com ênfase no hardware.
Vários conjuntos de registros estão presentes.	Apenas um único registro é definido.
Este tipo de processador é altamente pipeline.	Eles são em sua maioria menos ou não canalizados.
O tempo de execução é muito curto.	O tempo de execução é muito alto.
A expansão do código pode criar um problema.	A expansão do código não é um problema.
A decodificação das instruções é simples.	A decodificação de instruções é complexa.
Não requer memória externa para cálculos.	Requer memória externa para cálculos.
Os microprocessadores RISC comuns são ARC, Alpha, ARC, ARM, AVR, PA-RISC e SPARC.	Exemplos de processadores CISC são as CPUs System/360, VAX, AMD e Intel x86.
Ciclo único para cada instrução	As instruções podem levar vários ciclos de clock.
Uso intenso de RAM (que pode causar gargalos se a RAM for limitada)	Uso mais eficiente de RAM do que RISC
Instruções complexas e de comprimento variável	Instruções simples e padronizadas
Um grande número de instruções	Um pequeno número de instruções de comprimento fixo
Modos de endereçamento composto	Modos de endereçamento limitados
Aplicações importantes são smartphones e PDAs.	Aplicações importantes incluem sistemas de segurança e automação residencial.
Formato fixo (32 bits)	Vários formatos (16–64 bits para cada instrução).
Separe os caches de dados e instruções.	Cache unificado para instruções e dados.

Como escolher entre um RISC e um CISC

Observei que, enquanto as arquiteturas RISC se destacam em ambientes onde simplicidade e velocidade são primordiais, os sistemas CISC são indispensáveis ​​para tarefas que exigem conjuntos de comandos abrangentes.