ความแตกต่างระหว่าง RISC และ CISC

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างโปรเซสเซอร์ RISC และ CISC

ใน RISC ชุดคำสั่งจะลดขนาดลงและคำสั่งเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นแบบดั้งเดิมมาก ในขณะที่ใน CISC ชุดคำสั่งจะมีขนาดใหญ่มากและสามารถใช้สำหรับการดำเนินการที่ซับซ้อนได้
เวลาดำเนินการของคอมพิวเตอร์ RISC ต่ำมาก ในขณะที่เวลาดำเนินการของคอมพิวเตอร์ CISC นั้นสูงมาก
การขยายรหัส RISC อาจสร้างปัญหา ในขณะที่การขยายรหัส CISC ไม่ใช่ปัญหา
ใน RISC การถอดรหัสคำสั่งเป็นเรื่องง่าย ในขณะที่ใน CISC การถอดรหัสคำสั่งจะซับซ้อน
RISC ไม่ต้องการหน่วยความจำภายนอกสำหรับการคำนวณ แต่ CISC ต้องใช้หน่วยความจำภายนอกสำหรับการคำนวณ
RISC มีชุดทะเบียนหลายชุด ในขณะที่ CISC มีชุดทะเบียนเพียงชุดเดียวเท่านั้น

ที่นี่ ฉันได้วิเคราะห์ความแตกต่างระหว่าง RISC และ CISC และจะประเมินข้อดีข้อเสียอย่างครอบคลุม

RISC คืออะไร?

RISC ได้รับการออกแบบมาเพื่อดำเนินการคำสั่งคอมพิวเตอร์จำนวนน้อย ดังนั้น จึงสามารถทำงานได้ด้วยความเร็วที่สูงกว่า รูปแบบเต็มของ RISC คือคอมพิวเตอร์ชุดคำสั่งแบบลดขนาด เป็นไมโครโปรเซสเซอร์ที่ออกแบบมาเพื่อทำงานคำสั่งคอมพิวเตอร์จำนวนน้อยเพื่อให้ทำงานด้วยความเร็วสูงขึ้น

ชุดคำสั่ง RISC มีคำสั่งน้อยกว่า 100 คำสั่งและใช้รูปแบบคำสั่งคงที่ วิธีการนี้ใช้โหมดการกำหนดแอดเดรสง่ายๆ สองสามโหมดที่ใช้คำสั่งแบบรีจิสเตอร์ ในกลไกการพัฒนาคอมไพเลอร์นี้ LOAD/STORE เป็นเพียงคำสั่งเดียวสำหรับการเข้าถึงหน่วยความจำ

ลักษณะของ RISC

ในการวิเคราะห์ของเรา ลักษณะสำคัญประการหนึ่งของ RISC คือ:

การถอดรหัสคำสั่งที่ง่ายกว่า
ทะเบียนอเนกประสงค์จำนวนหนึ่ง
โหมดการกำหนดที่อยู่อย่างง่าย
มีประเภทข้อมูลน้อยลง
สามารถทำไปป์ไลน์ได้
หนึ่งคำสั่งต่อรอบ
การดำเนินการลงทะเบียนเพื่อลงทะเบียน
รูปแบบคำสั่งง่ายๆ
การดำเนินการตามคำสั่งจะเร็วขึ้น
โปรแกรมขนาดเล็ก

ตัวอย่างโปรเซสเซอร์ RISC

แอลฟา
ARC
ARM
AVR
MIPS
PA-RISC
PIC
พลัง Archiเทคเจอร์
SPARC

ข้อดีของ RISC

จากสิ่งที่ฉันสังเกตเห็น นี่คือข้อดีที่สำคัญของ RISC:

คำสั่งเครื่องจักรที่ซับซ้อนและมีประสิทธิภาพ
มีความสามารถในการกำหนดแอดเดรสที่ครอบคลุมสำหรับการจัดการหน่วยความจำ
มีการลงทะเบียนค่อนข้างน้อยเมื่อเปรียบเทียบกับโปรเซสเซอร์ RISC
ช่วยให้คุณลดชุดคำสั่งได้
นำเสนอรูปแบบการกำหนดที่อยู่แบบจำกัดสำหรับตัวดำเนินการหน่วยความจำ

ข้อเสียของ RISC

ด้านล่างนี้ ฉันแบ่งปันข้อเสียของ RISC ตามที่ฉันเข้าใจ

ประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ RISC ขึ้นอยู่กับโปรแกรมเมอร์หรือคอมไพเลอร์ คอมไพเลอร์มีบทบาทสำคัญในการแปลงรหัส CISC เป็นรหัส RISC
โปรเซสเซอร์ RISC มีแคชหน่วยความจำขนาดใหญ่บนตัวชิป
สถาปัตยกรรม RISC จำเป็นต้องมีการเขียนโปรแกรมฮาร์ดแวร์บนชิปใหม่อย่างต่อเนื่อง

CISC คืออะไร?

CISC ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อลดความซับซ้อนในการพัฒนาคอมไพเลอร์ โดย CISC ย่อมาจาก Complex Instruction Set Computer ชิปเหล่านี้เขียนโปรแกรมได้ง่ายและใช้หน่วยความจำได้อย่างมีประสิทธิภาพ

CISC ไม่จำเป็นต้องสร้างคำสั่งเครื่องสำหรับโปรเซสเซอร์ ตัวอย่างเช่น แทนที่จะต้องสร้างคอมไพเลอร์และเขียนคำสั่งเครื่องที่มีความยาวเพื่อคำนวณระยะทางสแควร์รูท โปรเซสเซอร์ CISC มีความสามารถในตัวในการดำเนินการนี้

เครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคแรกๆ หลายเครื่องถูกเขียนโปรแกรมด้วยภาษาแอสเซมบลี หน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ทำงานช้าและมีราคาแพง โดยทั่วไป CISC จะถูกนำไปใช้ในคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ เช่น PDP-11 และระบบ DEC

ลักษณะของ CISC

จากประสบการณ์ของผม นี่คือคุณลักษณะที่สำคัญบางประการของ CISC

จำเป็นต้องมีคำสั่งเดียวเพื่อรองรับโหมดการกำหนดแอดเดรสหลายโหมด
มีคำแนะนำมากมาย
ตรรกะการถอดรหัสคำสั่งจะมีความซับซ้อน
คำแนะนำสำหรับงานพิเศษมีการใช้ไม่บ่อยนัก
โหมดการกำหนดแอดเดรสที่หลากหลาย
มีรูปแบบคำสั่งที่มีความยาวผันแปรได้
คำแนะนำมีขนาดใหญ่กว่าขนาดคำเดียว
คำแนะนำอาจใช้เวลามากกว่าหนึ่งรอบสัญญาณนาฬิกาในการดำเนินการ
มีรีจิสเตอร์วัตถุประสงค์ทั่วไปน้อยลงเนื่องจากการดำเนินการดำเนินการในหน่วยความจำเอง
การออกแบบ CISC ต่างๆ ได้รับการตั้งค่าด้วยรีจิสเตอร์พิเศษสองตัวสำหรับตัวชี้สแต็กสำหรับการจัดการอินเทอร์รัปต์

ตัวอย่างโปรเซสเซอร์ CISC

ซีพียู Intel x86
ระบบ / 360
VAX
กปปส -11
ครอบครัวโมโตโรล่า 68000
เอเอ็มดี

ข้อดีของ CISC

จากประสบการณ์ของผม นี่คือประโยชน์ของ CISC:

ใน CISC การเพิ่มคำสั่งใหม่ให้กับชิปเป็นเรื่องง่ายโดยไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนโครงสร้างของชุดคำสั่ง
สถาปัตยกรรมนี้ช่วยให้คุณสามารถใช้หน่วยความจำหลักได้อย่างมีประสิทธิภาพ
คอมไพเลอร์ไม่ควรซับซ้อนมาก เช่นในกรณีของ CISC ชุดคำสั่งสามารถเขียนให้ตรงกับโครงสร้างของภาษาระดับสูงได้

ข้อเสียของ CISC

ให้ฉันแบ่งปันข้อเสียของ CISC ที่ฉันได้พบ

โปรเซสเซอร์รุ่นก่อนๆ มักจะถูกบรรจุไว้เป็นส่วนย่อยของโปรเซสเซอร์รุ่นใหม่ทุกเวอร์ชัน ดังนั้น ชุดคำสั่งและฮาร์ดแวร์ชิปจึงมีความซับซ้อนมากขึ้นในคอมพิวเตอร์แต่ละรุ่น
ประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องช้าลงเนื่องจากเวลานาฬิกาที่ใช้ตามคำสั่งที่แตกต่างกันจะไม่เท่ากัน
มีขนาดใหญ่ขึ้นเนื่องจากต้องใช้ทรานซิสเตอร์มากขึ้น

RISC กับ CISC: ความแตกต่างที่สำคัญ

จากสิ่งที่ฉันสังเกตเห็น นี่คือความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง RISC และ CISC

RISC	CISC
มีหน่วยการเขียนโปรแกรมแบบมีสายแข็ง	มีหน่วยไมโครโปรแกรม
ชุดคำสั่งจะลดลง และคำสั่งเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นคำสั่งดั้งเดิมมาก	ชุดคำสั่งประกอบด้วยคำสั่งต่างๆ ที่สามารถใช้สำหรับการดำเนินการที่ซับซ้อนได้
ประสิทธิภาพได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยเน้นที่ซอฟต์แวร์	ประสิทธิภาพได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยเน้นที่ฮาร์ดแวร์
มีชุดรีจิสเตอร์หลายชุด	มีการตั้งค่าการลงทะเบียนเดียวเท่านั้น
โปรเซสเซอร์ประเภทนี้มีการนำไปใช้งานอย่างมาก	ส่วนใหญ่แล้วจะน้อยกว่าหรือไม่มีการส่งไปป์ไลน์
เวลาดำเนินการสั้นมาก	เวลาดำเนินการสูงมาก
การขยายโค้ดอาจทำให้เกิดปัญหาได้	การขยายรหัสไม่ใช่ปัญหา
การถอดรหัสคำสั่งทำได้ง่าย	การถอดรหัสคำสั่งมีความซับซ้อน
ไม่จำเป็นต้องมีหน่วยความจำภายนอกสำหรับการคำนวณ	ต้องใช้หน่วยความจำภายนอกสำหรับการคำนวณ
ไมโครโปรเซสเซอร์ RISC ทั่วไป ได้แก่ ARC, Alpha, ARC, ARM, AVR, PA-RISC และ SPARC	ตัวอย่างของโปรเซสเซอร์ CISC ได้แก่ CPU System/360, VAX, AMD และ Intel x86
รอบเดียวสำหรับแต่ละคำสั่ง	คำแนะนำอาจใช้เวลาหลายรอบสัญญาณนาฬิกา
การใช้ RAM อย่างหนัก (ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาคอขวดได้หาก RAM มีจำกัด)	การใช้ RAM มีประสิทธิภาพมากกว่า RISC
คำสั่งที่ซับซ้อนและมีความยาวแปรผัน	คำแนะนำที่เรียบง่ายและเป็นมาตรฐาน
คำแนะนำจำนวนมาก	คำแนะนำที่มีความยาวคงที่จำนวนเล็กน้อย
โหมดการกำหนดแอดเดรสแบบผสม	โหมดการกำหนดแอดเดรสที่จำกัด
การใช้งานที่สำคัญได้แก่สมาร์ทโฟนและพีดีเอ	การใช้งานที่สำคัญ ได้แก่ ระบบรักษาความปลอดภัยและระบบอัตโนมัติภายในบ้าน
รูปแบบคงที่ (32 บิต)	รูปแบบต่างๆ (16–64 บิตสำหรับแต่ละคำสั่ง)
แยกแคชข้อมูลและคำสั่ง	แคชแบบรวมสำหรับคำแนะนำและข้อมูล

วิธีเลือกระหว่าง RISC และ CISC

ฉันสังเกตเห็นว่าแม้ว่าสถาปัตยกรรม RISC จะโดดเด่นในสภาพแวดล้อมที่เรียบง่ายและความเร็วเป็นสิ่งสำคัญที่สุด แต่ระบบ CISC กลับมีความจำเป็นสำหรับงานที่ต้องใช้ชุดคำสั่งที่ครอบคลุม

ที่คุณอาจชอบ: