CISC vs RISC: różnica między architekturami, zestaw instrukcji

Spisie treści:

Anonim

Co to jest CISC?

CISC został opracowany, aby ułatwić i uprościć tworzenie kompilatorów. Pełna forma CISC to komputer ze złożonym zestawem rozkazów. Są to układy, które są łatwe do zaprogramowania i efektywnie wykorzystują pamięć.

CISC eliminuje potrzebę generowania instrukcji maszynowych do procesora. Na przykład, zamiast tworzyć kompilator, pisać długie instrukcje maszynowe, aby obliczyć odległość pierwiastkową, procesor CISC oferuje wbudowaną możliwość zrobienia tego.

Wiele wczesnych maszyn obliczeniowych zostało zaprogramowanych w języku asemblera. Pamięć komputera była powolna i kosztowna. CISC był powszechnie wdrażany w tak dużych komputerach, jak PDP-11 i system DEC.

W tym samouczku dowiesz się:

  • Co to jest CISC?
  • Co to jest RISC?
  • Charakterystyka CISC
  • Charakterystyka RISC
  • Różnica między CISC i RISC
  • Zalety CISC
  • Zalety RISC
  • Wady CISC
  • Wady RISC

Co to jest RISC?

RISC jest przeznaczony do wykonywania mniejszej liczby typów instrukcji komputerowych. W związku z tym może działać z większą prędkością. Pełna forma RISC to komputery ze zredukowanym zestawem instrukcji. Jest to mikroprocesor przeznaczony do wykonywania mniejszej liczby instrukcji komputerowych, dzięki czemu może działać z większą prędkością.

Zestawy instrukcji RISC zawierają mniej niż 100 instrukcji i używają stałego formatu instrukcji. Ta metoda wykorzystuje kilka prostych trybów adresowania, które używają instrukcji opartych na rejestrach. W tym mechanizmie rozwoju kompilatora LOAD / STORE jest jedyną indywidualną instrukcją dostępu do pamięci.

KLUCZOWE RÓŻNICE:

  • W CISC zestaw instrukcji jest bardzo duży i może być używany do złożonych operacji, podczas gdy w RISC zestaw instrukcji jest zredukowany, a większość z tych instrukcji jest bardzo prymitywnych.
  • Czas wykonania komputera CISC jest bardzo długi, podczas gdy czas wykonania komputera RISC jest bardzo krótszy.
  • W programie rozszerzenie kodu CISC nie stanowi problemu, podczas gdy w programie rozszerzenie kodu RISC może spowodować problem.
  • W CISC dekodowanie instrukcji jest złożone, podczas gdy w RISC dekodowanie instrukcji jest proste.
  • CISC wymaga zewnętrznej pamięci do obliczeń, ale RISC wymaga zewnętrznej pamięci do obliczeń.
  • CISC ma tylko jeden zestaw rejestrów, podczas gdy RISC ma wiele zestawów rejestrów.

Charakterystyka CISC

Oto ważne cechy CISC

Do obsługi wielu trybów adresowania potrzebna jest jedna instrukcja.

  • Duża liczba instrukcji.
  • Logika dekodowania instrukcji będzie złożona.
  • Instrukcje do zadań specjalnych używane rzadko.
  • Duża różnorodność trybów adresowania
  • Oferuje formaty instrukcji o zmiennej długości.
  • Instrukcje są większe niż rozmiar jednego słowa.
  • Wykonanie instrukcji może zająć więcej niż jeden cykl zegara.
  • Mniejsza liczba rejestrów ogólnego przeznaczenia, gdy operacja jest wykonywana w samej pamięci.
  • Różne konstrukcje CISC są skonfigurowane z dwoma specjalnymi rejestrami dla wskaźnika stosu do zarządzania przerwaniami

Charakterystyka RISC

Oto ważna cecha RICS:

  • Prostsze dekodowanie instrukcji
  • Szereg rejestrów ogólnego przeznaczenia.
  • Proste tryby adresowania
  • Mniej typów danych.
  • Potok można osiągnąć
  • Jedna instrukcja na cykl
  • Rejestracja do rejestracji operacji
  • Prosty format instrukcji
  • Wykonanie instrukcji byłoby szybsze
  • Mniejsze programy

Różnica między CISC i RISC

Tutaj są ważne różnice między CISC a RISC

CISC RISC
Posiada jednostkę mikroprogramowania. Posiada wbudowany moduł programowania.
Zestaw instrukcji zawiera różne instrukcje, których można używać do złożonych operacji. Zestaw instrukcji jest zredukowany, a większość z tych instrukcji jest bardzo prymitywnych.
Wydajność jest zoptymalizowana z naciskiem na sprzęt. Wydajność jest zoptymalizowana, z naciskiem na oprogramowanie
Tylko jeden zestaw rejestrów Istnieje wiele zestawów rejestrów
Są przeważnie mniej lub nie są rurociągami Ten typ procesorów jest mocno potokowy
Czas realizacji jest bardzo długi Czas wykonania jest znacznie krótszy
Rozszerzenie kodu nie jest problemem. Rozszerzenie kodu może spowodować problem.
Dekodowanie instrukcji jest skomplikowane. Dekodowanie instrukcji jest proste.
Wymaga pamięci zewnętrznej do obliczeń Nie wymaga zewnętrznej pamięci do obliczeń
Przykładami procesorów CISC są procesory System / 360, VAX, AMD i Intel x86. Typowe mikroprocesory RISC to ARC, Alpha, ARC, ARM, AVR, PA-RISC i SPARC.
Pojedynczy cykl dla każdej instrukcji Instrukcje mogą zająć kilka cykli zegarowych
Intensywne wykorzystanie pamięci RAM (może powodować wąskie gardła, jeśli pamięć RAM jest ograniczona) Bardziej wydajne wykorzystanie pamięci RAM niż RISC
Proste, znormalizowane instrukcje Instrukcje złożone io zmiennej długości
Mała liczba instrukcji o stałej długości Duża liczba instrukcji
Ograniczone tryby adresowania Złożone tryby adresowania
Ważnymi aplikacjami są systemy bezpieczeństwa, automatyka domowa. Ważnymi aplikacjami są: Smartfony, PDA.
Różne formaty (16-64 bitów dla każdej instrukcji). ustalony (32-bitowy) format
Zunifikowana pamięć podręczna dla instrukcji i danych. Oddzielna pamięć podręczna danych i instrukcji.

Zalety CISC

Oto zalety / zalety CISC

  • W CISC łatwo jest dodawać nowe polecenia do chipa bez konieczności zmiany struktury zestawu instrukcji
  • Taka architektura pozwala na efektywne wykorzystanie pamięci głównej
  • Kompilator nie powinien być zbyt skomplikowany, jak w przypadku CISC. Zestawy instrukcji mogą być napisane tak, aby pasowały do ​​struktur języków wysokiego poziomu.

Zalety RISC

Oto zalety / zalety RISC

  • Kompleksowe i wydajne instrukcje maszynowe.
  • Oferuje szerokie możliwości adresowania do zarządzania pamięcią.
  • Stosunkowo niewiele rejestrów w porównaniu z procesorami RISC
  • Pomaga zmniejszyć zestaw instrukcji.
  • Oferuje ograniczone schematy adresowania dla operandów pamięci

Wady CISC

Oto wady / wady CISC

  • Wcześniejsze generacje rodziny procesorów były przeważnie zawarte jako podzbiór w każdej nowej wersji. W związku z tym zestaw instrukcji i sprzęt chipowy stają się złożone z każdą generacją komputerów.
  • Wydajność maszyny spada, ponieważ czas zegara zajmowany przez różne instrukcje nigdy nie będzie podobny.
  • Są większe, ponieważ wymagają więcej tranzystorów

Wady RISC

Oto wady / wady RISC

  • Wydajność procesorów RISC zależy od programisty lub kompilatora. Kompilator odgrywa ważną rolę podczas konwersji kodu CISC na kod RISC
  • Procesory RISC mają duże pamięci podręczne w samym układzie.
  • Architektura RISC wymaga ciągłego przeprogramowywania sprzętu wbudowanego w chip.