Skillnaden mellan RISC och CISC

Nyckelskillnad mellan RISC- och CISC-processorer

• I RISC är instruktionsuppsättningen reducerad, och de flesta av dessa instruktioner är mycket primitiva, medan i CISC är instruktionsuppsättningen mycket stor och kan användas för komplexa operationer.
• RISC-datorns exekveringstid är mycket låg, medan CISC-datorns exekveringstid är mycket lång.
• RISC-kodexpansion kan skapa ett problem, medan CISC-kodexpansion inte är ett problem.
• I RISC är avkodningen av instruktioner enkel, medan i CISC är avkodningen av instruktioner komplex.
• RISC kräver inte externt minne för beräkningar, men CISC kräver externt minne för beräkningar.
• RISC har flera registeruppsättningar närvarande, medan CISC bara har en enda registeruppsättning.

Här har jag analyserat skillnaden mellan RISC och CISC och kommer utförligt att utvärdera deras för- och nackdelar.

Vad är RISC?

RISC är utformad för att utföra ett mindre antal typer av datorinstruktioner. Därför kan den arbeta med högre hastighet. Den fullständiga formen av RISC är Reducerad instruktionsuppsättning datorer. Det är en mikroprocessor som är designad för att utföra ett mindre antal datorinstruktioner så att den kan arbeta med högre hastighet.

RISC-instruktionsuppsättningar innehåller mindre än 100 instruktioner och använder ett fast instruktionsformat. Denna metod använder några enkla adresseringslägen som använder en registerbaserad instruktion. I denna kompilatorutvecklingsmekanism är LOAD/STORE den enda individuella instruktionen för åtkomst av minne.

Egenskaper för RISC

I vår analys är en viktig egenskap hos RISC:

• Enklare instruktionsavkodning
• Ett antal allmänna register.
• Enkla adresseringslägen
• Det finns färre datatyper.
• En pipeline kan uppnås.
• En instruktion per cykel
• Registrera för att registrera verksamhet
• Enkelt instruktionsformat
• Instruktionsutförandet skulle gå snabbare.
• Mindre program

Exempel på RISC-processor

• alfa
• BÅGE
• ARM
• AVR
• MIPS
• PA-RISC
• BILD
• Effekt Architecture
• SPARC

RISC-fördelar

Från vad jag har observerat, här är de viktigaste fördelarna med RISC:

• Komplexa och effektiva maskininstruktioner.
• Den erbjuder omfattande adresseringsmöjligheter för minneshantering.
• Det finns relativt få register jämfört med RISC-processorer.
• Det hjälper dig att minska instruktionsuppsättningen.
• Erbjuder begränsade adresseringsscheman för minnesoperander.

RISC Nackdelar

Nedan delar jag nackdelarna med RISC som jag förstår dem.

• Prestandan hos RISC-processorerna beror på programmeraren eller kompilatorn. Kompilatorn spelar en viktig roll för att konvertera CISC-koden till en RISC-kod.
• RISC-processorer har stora minnescacher på själva chippet.
• RISC-arkitekturen kräver att hårdvara på chipet kontinuerligt omprogrammeras.

Vad är CISC?

CISC utvecklades för att förenkla kompilatorutvecklingen. Den fullständiga formen av CISC är en Complex Instruction Set Computer. Dessa chips är lätta att programmera och använder minnet effektivt.

CISC eliminerar behovet av att generera maskininstruktioner för processorn. Till exempel, istället för att behöva göra en kompilator och skriva långa maskininstruktioner för att beräkna ett kvadratrotsavstånd, erbjuder en CISC-processor den inbyggda möjligheten att göra detta.

Många av de tidiga datormaskinerna var programmerade i assemblerspråk. Datorminnet var långsamt och dyrt. CISC implementerades vanligtvis i så stora datorer som PDP-11 och DEC-systemet.

Egenskaper för CISC

Enligt min erfarenhet är här några viktiga egenskaper hos CISC.

• En instruktion behövs för att stödja flera adresseringslägen.
• Det finns ett stort antal instruktioner.
• Instruktionsavkodningslogik kommer att vara komplex.
• Instruktioner för speciella uppgifter används sällan.
• Ett stort antal adresseringslägen
• Den erbjuder instruktionsformat med variabel längd.
• Instruktionerna är större än ett ord.
• Instruktioner kan ta mer än en enda klockcykel att exekveras.
• Det finns färre register för allmänna ändamål eftersom operationer utförs i själva minnet.
• Olika CISC-designer är inställda med två specialregister för stackpekaren för att hantera avbrott.

Exempel på CISC-processor

• Intel x86 processorer
• System/360
• VAX
• PDP-11
• Motorola 68000 familj
• AMD

CISC-fördelar

Enligt min erfarenhet är det här fördelarna med CISC:

• I CISC är det enkelt att lägga till nya kommandon till chippet utan att behöva ändra strukturen på instruktionsuppsättningen.
• Denna arkitektur gör att du kan använda huvudminnet effektivt.
• Kompilatorn bör inte vara särskilt komplicerad, som i fallet med CISC. Instruktionsuppsättningarna kan skrivas för att matcha strukturerna hos högnivåspråk.

CISC Nackdelar

Låt mig här dela nackdelarna med CISC som jag har stött på.

• Tidigare generationer av en processorfamilj ingick oftast som en delmängd i varje ny version. Därför blir instruktionsuppsättningar och chiphårdvara mer komplexa med varje generation av datorer.
• Maskinens prestanda saktar ner eftersom klocktiden som tas av olika instruktioner aldrig blir densamma.
• De är större eftersom de kräver fler transistorer.

RISC vs. CISC: Viktiga skillnader

Från vad jag har observerat, här är de viktiga skillnaderna mellan RISC och CISC.

RISC	CISC
Den har en hårdkopplad programmeringsenhet.	Den har en mikroprogrammeringsenhet.
Instruktionsuppsättningen är reducerad, och de flesta av dessa instruktioner är mycket primitiva.	Instruktionsuppsättningen har flera olika instruktioner som kan användas för komplexa operationer.
Prestanda är optimerad, med tonvikt på mjukvara.	Prestanda är optimerad med tonvikt på hårdvara.
Det finns flera registeruppsättningar.	Endast ett enda register är inställt.
Denna typ av processor är mycket pipelined.	De är oftast mindre eller inte rörledningar.
Utförandetiden är mycket kort.	Utförandetiden är mycket lång.
Kodexpansion kan skapa problem.	Kodexpansion är inget problem.
Avkodningen av instruktioner är enkel.	Avkodningen av instruktioner är komplex.
Det kräver inget externt minne för beräkningar.	Det kräver externt minne för beräkningar.
Vanliga RISC-mikroprocessorer är ARC, Alpha, ARC, ARM, AVR, PA-RISC och SPARC.	Exempel på CISC-processorer är System/360, VAX, AMD och Intel x86-processorer.
En cykel för varje instruktion	Instruktioner kan ta flera klockcykler.
Tung användning av RAM (vilket kan orsaka flaskhalsar om RAM är begränsat)	Effektivare användning av RAM än RISC
Komplexa instruktioner med variabel längd	Enkla, standardiserade instruktioner
Ett stort antal instruktioner	Ett litet antal instruktioner med fast längd
Sammansatta adresseringssätt	Begränsade adresseringslägen
Viktiga applikationer är smartphones och handdatorer.	Viktiga applikationer inkluderar säkerhetssystem och hemautomation.
Fast (32-bitars) format	Olika format (16–64 bitar för varje instruktion).
Separera data- och instruktionscachen.	Unified cache för instruktioner och data.

Hur man väljer mellan en RISC och en CISC

Jag har observerat att medan RISC-arkitekturer utmärker sig i miljöer där enkelhet och hastighet är av största vikt, är CISC-system oumbärliga för uppgifter som kräver omfattande kommandouppsättningar.