Diferența dintre RISC și CISC
Diferența cheie între procesoarele RISC și CISC
- În RISC, setul de instrucțiuni este redus, iar majoritatea acestor instrucțiuni sunt foarte primitive, în timp ce în CISC, setul de instrucțiuni este foarte mare și poate fi folosit pentru operații complexe.
- Timpul de execuție al computerului RISC este foarte mic, în timp ce timpul de execuție al computerului CISC este foarte mare.
- Extinderea codului RISC poate crea o problemă, în timp ce extinderea codului CISC nu este o problemă.
- În RISC, decodarea instrucțiunilor este simplă, în timp ce în CISC, decodarea instrucțiunilor este complexă.
- RISC nu necesită memorie externă pentru calcule, dar CISC necesită memorie externă pentru calcule.
- RISC are mai multe seturi de registre prezente, în timp ce CISC are doar un singur set de registre.
Aici, am analizat diferența dintre RISC și CISC și le voi evalua cuprinzător avantajele și dezavantajele.
Ce este RISC?
RISC este conceput pentru a efectua un număr mai mic de tipuri de instrucțiuni pe calculator. Prin urmare, poate funcționa la o viteză mai mare. Forma completă a RISC este Calculatoare cu set de instrucțiuni redus. Este un microprocesor care este proiectat să execute un număr mai mic de instrucțiuni de calculator, astfel încât să poată funcționa la o viteză mai mare.
Seturile de instrucțiuni RISC conțin mai puțin de 100 de instrucțiuni și utilizează un format de instrucțiuni fix. Această metodă utilizează câteva moduri simple de adresare care utilizează o instrucțiune bazată pe registru. În acest mecanism de dezvoltare a compilatorului, LOAD/STORE este singura instrucțiune individuală pentru accesarea memoriei.
Caracteristicile RISC
În analiza noastră, o caracteristică importantă a RISC este:
- Decodare mai simplă a instrucțiunilor
- O serie de registre de uz general.
- Moduri simple de adresare
- Există mai puține tipuri de date.
- Se poate realiza o conductă.
- O instrucțiune pe ciclu
- Operațiuni de înregistrare la înregistrare
- Format simplu de instrucțiuni
- Execuția instrucțiunilor ar fi mai rapidă.
- Programe mai mici
Exemple de procesoare RISC
- Alfa
- ARC
- ARM
- AVR
- Extensie MIPS
- PA-RISC
- PIC
- Alimentare Architectură
- SPARC
Avantajele RISC
Din ceea ce am observat, iată principalele avantaje ale RISC:
- Instrucțiuni de mașină complexe și eficiente.
- Oferă capabilități extinse de adresare pentru gestionarea memoriei.
- Există relativ puține registre în comparație cu procesoarele RISC.
- Vă ajută să reduceți setul de instrucțiuni.
- Oferă scheme limitate de adresare pentru operanzii de memorie.
Dezavantaje RISC
Mai jos, împărtășesc dezavantajele RISC așa cum le înțeleg.
- Performanța procesoarelor RISC depinde de programator sau compilator. Compilatorul joacă un rol important în conversia codului CISC într-un cod RISC.
- Procesoarele RISC au memorie cache mari pe cipul propriu-zis.
- Arhitectura RISC necesită reprogramarea continuă a hardware-ului pe cip.
Ce este CISC?
CISC a fost dezvoltat pentru a simplifica dezvoltarea compilatorului. Forma completă a CISC este un computer cu set de instrucțiuni complexe. Aceste cipuri sunt ușor de programat și folosesc eficient memoria.
CISC elimină necesitatea de a genera instrucțiuni de mașină pentru procesor. De exemplu, în loc să fie nevoie să creeze un compilator și să scrie instrucțiuni lungi ale mașinii pentru a calcula o distanță de rădăcină pătrată, un procesor CISC oferă capacitatea încorporată de a face acest lucru.
Multe dintre primele mașini de calcul au fost programate în limbaj de asamblare. Memoria computerului era lentă și scumpă. CISC a fost implementat în mod obișnuit în computere atât de mari precum PDP-11 și sistemul DEC.
Caracteristicile CISC
Din experiența mea, iată câteva caracteristici importante ale CISC.
- Este necesară o singură instrucțiune pentru a accepta mai multe moduri de adresare.
- Există un număr mare de instrucțiuni.
- Logica de decodare a instrucțiunilor va fi complexă.
- Instrucțiunile pentru sarcini speciale sunt folosite rar.
- O mare varietate de moduri de adresare
- Oferă formate de instrucțiuni cu lungime variabilă.
- Instrucțiunile sunt mai mari decât dimensiunea unui cuvânt.
- Instrucțiunile pot dura mai mult de un singur ciclu de ceas pentru a fi executate.
- Există mai puține registre de uz general pe măsură ce operațiunile sunt efectuate chiar în memorie.
- Diverse modele CISC sunt configurate cu două registre speciale pentru pointerul stivei pentru gestionarea întreruperilor.
Exemple de procesoare CISC
- CPU Intel x86
- Sistem / 360
- VAX
- PDP-11
- Familia Motorola 68000
- AMD
Avantajele CISC
Din experiența mea, iată beneficiile CISC:
- În CISC, este ușor să adăugați noi comenzi la cip fără a fi nevoie să schimbați structura setului de instrucțiuni.
- Această arhitectură vă permite să utilizați eficient memoria principală.
- Compilatorul nu ar trebui să fie foarte complicat, ca în cazul CISC. Seturile de instrucțiuni pot fi scrise pentru a se potrivi cu structurile limbajelor de nivel înalt.
Dezavantaje CISC
Aici, permiteți-mi să vă împărtășesc dezavantajele CISC pe care le-am întâlnit.
- Generațiile anterioare ale unei familii de procesoare au fost în mare parte conținute ca subset în fiecare versiune nouă. Prin urmare, seturile de instrucțiuni și hardware-ul cipului devin mai complexe cu fiecare generație de computere.
- Performanța mașinii încetinește deoarece timpul de ceas luat de diferite instrucțiuni nu va fi niciodată același.
- Sunt mai mari, deoarece necesită mai mulți tranzistori.
RISC vs. CISC: diferențe cheie
Din ceea ce am observat, iată diferențele importante dintre RISC și CISC.
RISC | extensia CISC |
---|---|
Are o unitate de programare cablată. | Are o unitate de microprogramare. |
Setul de instrucțiuni este redus și majoritatea acestor instrucțiuni sunt foarte primitive. | Setul de instrucțiuni are diverse instrucțiuni diferite care pot fi utilizate pentru operații complexe. |
Performanța este optimizată, cu accent pe software. | Performanța este optimizată cu accent pe hardware. |
Sunt prezente mai multe seturi de registre. | Este setat un singur registru. |
Acest tip de procesor este foarte pipeline. | De cele mai multe ori sunt mai puțin sau nu sunt conducte. |
Timpul de execuție este foarte scurt. | Timpul de execuție este foarte mare. |
Extinderea codului poate crea o problemă. | Extinderea codului nu este o problemă. |
Decodarea instrucțiunilor este simplă. | Decodificarea instrucțiunilor este complexă. |
Nu necesită memorie externă pentru calcule. | Necesită memorie externă pentru calcule. |
Microprocesoarele RISC obișnuite sunt ARC, Alpha, ARC, ARM, AVR, PA-RISC și SPARC. | Exemple de procesoare CISC sunt procesoarele System/360, VAX, AMD și Intel x86. |
Un singur ciclu pentru fiecare instrucțiune | Instrucțiunile pot dura mai multe cicluri de ceas. |
Utilizarea intensă a memoriei RAM (care poate cauza blocaje dacă RAM este limitată) | Utilizarea mai eficientă a RAM decât RISC |
Instrucțiuni complexe și cu lungime variabilă | Instrucțiuni simple, standardizate |
Un număr mare de instrucțiuni | Un număr mic de instrucțiuni cu lungime fixă |
Moduri de adresare compusă | Moduri de adresare limitate |
Aplicațiile importante sunt smartphone-urile și PDA-urile. | Aplicațiile importante includ sistemele de securitate și automatizarea locuinței. |
Format fix (32 de biți). | Diverse formate (16–64 de biți pentru fiecare instrucțiune). |
Separați cache-urile de date și de instrucțiuni. | Cache unificat pentru instrucțiuni și date. |
Cum să alegi între un RISC și un CISC
Am observat că, în timp ce arhitecturile RISC excelează în medii în care simplitatea și viteza sunt primordiale, sistemele CISC sunt indispensabile pentru sarcini care necesită seturi de comenzi complete.