Разница между RISC и CISC

Ключевая разница между процессорами RISC и CISC

• В RISC набор инструкций сокращен, и большинство из этих инструкций очень примитивны, в то время как в CISC набор инструкций очень велик и может использоваться для сложных операций.
• Время выполнения компьютера RISC очень мало, тогда как время выполнения компьютера CISC очень велико.
• Расширение кода RISC может создать проблему, тогда как расширение кода CISC не является проблемой.
• В RISC декодирование инструкций простое, тогда как в CISC декодирование инструкций сложное.
• RISC не требует внешней памяти для вычислений, но CISC требует внешней памяти для вычислений.
• В RISC присутствует несколько наборов регистров, а в CISC — только один набор регистров.

Здесь я проанализировал разницу между RISC и CISC и всесторонне оценю их плюсы и минусы.

Что такое РИСК?

RISC предназначен для выполнения меньшего количества типов компьютерных инструкций. Следовательно, он может работать с более высокой скоростью. Полная форма RISC — компьютеры с сокращенным набором команд. Это микропроцессор, который предназначен для выполнения меньшего количества компьютерных команд, чтобы он мог работать на более высокой скорости.

Наборы инструкций RISC содержат менее 100 инструкций и используют фиксированный формат инструкций. Этот метод использует несколько простых режимов адресации, в которых используются инструкции на основе регистров. В этом механизме разработки компилятора LOAD/STORE является единственной отдельной инструкцией для доступа к памяти.

Характеристики RISC

В нашем анализе важной характеристикой RISC является:

• Более простое декодирование инструкций
• Ряд регистров общего назначения.
• Простые режимы адресации
• Типов данных меньше.
• Трубопровод может быть достигнут.
• Одна инструкция за цикл
• Межрегистровые операции
• Простой формат инструкций
• Выполнение инструкций будет быстрее.
• Меньшие программы

Примеры RISC-процессоров

• Альфа
• ARC
• ARM
• AVR
• MIPS
• ПА-РИСК
• ПИК
• Запитан Archiтекстура
• SPARC

Преимущества РИСЦ

Из того, что я заметил, вот ключевые плюсы RISC:

• Сложные и эффективные машинные инструкции.
• Он предлагает широкие возможности адресации для управления памятью.
• Регистров относительно мало по сравнению с процессорами RISC.
• Это поможет вам сократить набор команд.
• Предлагает ограниченные схемы адресации для операндов памяти.

Недостатки RISC

Ниже я делюсь минусами RISC, как я их понимаю.

• Производительность RISC-процессоров зависит от программиста или компилятора. Компилятор играет важную роль в преобразовании кода CISC в код RISC.
• Процессоры RISC имеют большой объем кэш-памяти на самом чипе.
• RISC-архитектура требует постоянного перепрограммирования встроенного оборудования.

Что такое ЦИСК?

CISC был разработан для упрощения разработки компиляторов. Полная форма CISC — Complex Instruction Set Computer. Эти чипы легко программировать и эффективно используют память.

CISC устраняет необходимость генерации машинных инструкций для процессора. Например, вместо того, чтобы создавать компилятор и писать длинные машинные инструкции для вычисления расстояния квадратного корня, процессор CISC предлагает встроенную возможность сделать это.

Многие из ранних вычислительных машин программировались на языке ассемблера. Компьютерная память была медленной и дорогой. CISC обычно реализовывалась в таких больших компьютерах, как PDP-11 и DEC system.

Характеристики CISC

По моему опыту, вот некоторые важные характеристики CISC.

• Одна инструкция необходима для поддержки нескольких режимов адресации.
• Имеется большое количество инструкций.
• Логика декодирования инструкций будет сложной.
• Инструкции для специальных задач используются нечасто.
• Большое разнообразие режимов адресации.
• Он предлагает форматы инструкций переменной длины.
• Инструкции имеют размер, превышающий одно слово.
• Для выполнения инструкций может потребоваться более одного такта.
• Регистров общего назначения становится меньше, поскольку операции выполняются непосредственно в памяти.
• Различные конструкции CISC оснащены двумя специальными регистрами для указателя стека для управления прерываниями.

Примеры CISC-процессоров

• Процессоры Intel x86
• System / 360
• VAX
• PDP-11
• Семейство Motorola 68000
• AMD

Преимущества CISC

По моему опыту, вот преимущества CISC:

• В CISC легко добавлять в чип новые команды без необходимости изменения структуры набора команд.
• Такая архитектура позволяет эффективно использовать оперативную память.
• Компилятор не должен быть очень сложным, как в случае с CISC. Наборы команд могут быть написаны так, чтобы соответствовать структурам языков высокого уровня.

Недостатки CISC

Здесь позвольте мне поделиться недостатками CISC, с которыми я столкнулся.

• Более ранние поколения семейства процессоров в основном содержались как подмножество в каждой новой версии. Таким образом, наборы инструкций и аппаратное обеспечение чипов становятся сложнее с каждым поколением компьютеров.
• Производительность машины снижается, поскольку время, затрачиваемое разными инструкциями, никогда не будет одинаковым.
• Они больше, поскольку требуют больше транзисторов.

RISC против CISC: ключевые различия

Из того, что я заметил, вот важные различия между RISC и CISC.

RISC	CISC
Имеет встроенный блок программирования.	Имеется блок микропрограммирования.
Набор инструкций сокращен, и большинство этих инструкций очень примитивны.	Набор команд содержит различные инструкции, которые можно использовать для сложных операций.
Производительность оптимизирована с упором на программное обеспечение.	Производительность оптимизирована с упором на аппаратное обеспечение.
Присутствует несколько наборов регистров.	Устанавливается только один регистр.
Этот тип процессора имеет высокую конвейерность.	Они в основном менее конвейерные или не конвейерные.
Срок исполнения очень короткий.	Срок выполнения очень большой.
Расширение кода может создать проблему.	Расширение кода не является проблемой.
Расшифровка инструкций проста.	Расшифровка инструкций сложна.
Для вычислений не требуется внешняя память.	Для вычислений требуется внешняя память.
Распространенными микропроцессорами RISC являются ARC, Alpha, ARC, ARM, AVR, PA-RISC и SPARC.	Примерами процессоров CISC являются процессоры System/360, VAX, AMD и Intel x86.
Один цикл для каждой инструкции	Инструкции могут занимать несколько тактов.
Интенсивное использование оперативной памяти (что может вызвать узкие места, если объем оперативной памяти ограничен)	Более эффективное использование оперативной памяти, чем RISC
Сложные инструкции и инструкции переменной длины	Простые стандартизированные инструкции
Большое количество инструкций	Небольшое количество инструкций фиксированной длины.
Режимы составной адресации	Ограниченные режимы адресации
Важными приложениями являются смартфоны и КПК.	Важные области применения включают системы безопасности и домашнюю автоматизацию.
Фиксированный (32-битный) формат	Различные форматы (16–64 бита для каждой инструкции).
Разделите кэши данных и инструкций.	Единый кеш для инструкций и данных.

Как выбрать между RISC и CISC

Я заметил, что в то время как архитектуры RISC превосходны в средах, где простота и скорость имеют первостепенное значение, системы CISC незаменимы для задач, требующих комплексных наборов команд.