CISC vs RISC: Rozdiel medzi architektúrami, inštrukčná sada

Čo je to CISC?

CISC bol vyvinutý s cieľom uľahčiť a zjednodušiť vývoj kompilátora. Plnou formou CISC je počítač s komplexnou inštrukčnou sadou. Sú to čipy, ktoré sa dajú ľahko programovať a efektívne využívajú pamäť.

CISC eliminuje potrebu generovania strojových pokynov pre procesor. Napríklad namiesto toho, aby ste museli robiť kompilátor, písať zdĺhavé strojové pokyny na výpočet vzdialenosti odmocniny, ponúka procesor CISC zabudovanú schopnosť to robiť.

Mnoho z raných výpočtových strojov bolo naprogramovaných v montážnom jazyku. Pamäť počítača bola pomalá a drahá. CISC sa bežne implementoval do takých veľkých počítačov, ako sú PDP-11 a DEC.

V tomto návode sa dozviete:

Čo je to CISC?
Čo je to RISC?
Charakteristika CISC
Charakteristika RISC
Rozdiel medzi CISC a RISC
Výhody CISC
Výhody RISC
Nevýhody CISC
Nevýhody RISC

Čo je to RISC?

RISC je navrhnutý na vykonávanie menšieho počtu druhov počítačových inštrukcií. Môže teda pracovať pri vyššej rýchlosti. Plnou formou RISC sú počítače so zníženou výučbou. Jedná sa o mikroprocesor, ktorý je navrhnutý tak, aby vykonával menší počet počítačových pokynov, aby mohol pracovať pri vyššej rýchlosti.

Sady inštrukcií RISC obsahujú menej ako 100 pokynov a používajú pevný formát pokynov. Táto metóda využíva niekoľko jednoduchých režimov adresovania, ktoré používajú inštrukciu založenú na registroch. V tomto mechanizme vývoja kompilátora je LOAD / STORE jediné individuálne pokyny pre prístup k pamäti.

KĽÚČOVÉ ROZDIELY:

V CISC je sada inštrukcií veľmi veľká, čo sa dá použiť na zložité operácie, zatiaľ čo v RISC je sada inštrukcií znížená a väčšina z týchto pokynov je veľmi primitívnych.
Čas vykonania počítača CISC je veľmi vysoký, zatiaľ čo čas vykonania počítača RISC je oveľa kratší.
V tomto prípade nie je rozšírenie kódu CISC problémom, zatiaľ čo v prípade rozšírenia kódu RISC to môže spôsobiť problém.
V CISC je dekódovanie inštrukcií zložité, zatiaľ čo v RISC je dekódovanie inštrukcií jednoduché.
CISC vyžaduje na výpočty externú pamäť, ale RISC na výpočty vyžaduje externú pamäť.
CISC má iba jednu sadu registrov, zatiaľ čo RISC má viac súborov.

Charakteristika CISC

Tu sú dôležité charakteristiky CISC

Na podporu viacerých režimov adresovania je potrebný jeden pokyn.

Veľké množstvo pokynov.
Logika dekódovania pokynov bude zložitá.
Pokyny pre špeciálne úlohy sa používajú zriedka.
Široká škála režimov adresovania
Ponúka formáty inštrukcií s premennou dĺžkou.
Pokyny sú väčšie ako jedno slovo.
Vykonanie pokynu môže trvať viac ako jeden hodinový cyklus.
Menší počet registrov na všeobecné účely, keď sa operácia vykonáva v samotnej pamäti.
Rôzne vzory CISC sú nastavené s dvoma špeciálnymi registrami pre ukazovateľ zásobníka na správu prerušení

Charakteristika RISC

Tu sú dôležité charakteristiky RICS:

Jednoduchšie dekódovanie inštrukcií
Množstvo univerzálnych registrov.
Jednoduché režimy adresovania
Menej dátových typov.
Môže sa dosiahnuť potrubie
Jedna inštrukcia na cyklus
Operácie register-register
Jednoduchý formát pokynov
Vykonávanie pokynov by bolo rýchlejšie
Menšie programy

Rozdiel medzi CISC a RISC

Tu sú dôležité rozdiely medzi CISC a RISC

CISC	RISC
Má jednotku mikroprogramovania.	Má pevne zapojenú jednotku programovania.
Sada inštrukcií obsahuje rôzne pokyny, ktoré sa dajú použiť na zložité operácie.	Sada inštrukcií je zmenšená a väčšina z týchto pokynov je veľmi primitívna.
Výkon je optimalizovaný s dôrazom na hardvér.	Výkon je optimalizovaný s dôrazom na softvér
Sada iba jedného registra	Existuje viac sád registrov
Väčšinou sú menej alebo nepripustené	Tento typ procesorov je vysoko zreťazený
Čas vykonania je veľmi vysoký	Čas vykonania je veľmi kratší
Rozšírenie kódu nie je problém.	Rozšírenie kódu môže spôsobiť problém.
Dekódovanie pokynov je zložité.	Dekódovanie pokynov je jednoduché.
Pre výpočty vyžaduje externú pamäť	Na výpočty nevyžaduje externú pamäť
Príkladom procesorov CISC sú procesory System / 360, VAX, AMD a Intel x86.	Bežné mikroprocesory RISC sú ARC, Alpha, ARC, ARM, AVR, PA-RISC a SPARC.
Jeden cyklus pre každú inštrukciu	Pokyny môžu trvať niekoľko cyklov hodín
Silné používanie pamäte RAM (môže spôsobiť prekážky, ak je pamäť RAM obmedzená)	Efektívnejšie využitie pamäte RAM ako RISC
Jednoduché, štandardizované pokyny	Komplexné pokyny s premenlivou dĺžkou
Malý počet pokynov s pevnou dĺžkou	Veľké množstvo pokynov
Obmedzené režimy adresovania	Zložené režimy adresovania
Dôležitými aplikáciami sú Zabezpečovacie systémy, Domáca automatizácia.	Dôležitými aplikáciami sú: Smartphony, PDA.
Rôzne formáty (16-64 bitov pre každú inštrukciu).	pevný (32-bitový) formát
Jednotná vyrovnávacia pamäť pre pokyny a údaje.	Oddelená vyrovnávacia pamäť dát a inštrukcií.

Výhody CISC

Tu sú výhody a výhody CISC

V CISC je ľahké pridávať nové príkazy do čipu bez nutnosti meniť štruktúru inštrukčnej sady
Táto architektúra umožňuje efektívne využívať hlavnú pamäť
Kompilátor by nemal byť veľmi komplikovaný, ako v prípade CISC. Sady pokynov je možné písať tak, aby zodpovedali štruktúre jazykov na vysokej úrovni.

Výhody RISC

Tu sú výhody a výhody RISC

Komplexné a efektívne pokyny pre stroj.
Ponúka rozsiahle možnosti adresovania pre správu pamäte.
Relatívne málo registrov v porovnaní s procesormi RISC
Pomôže vám to zmenšiť množinu inštrukcií.
Ponúka obmedzené schémy adresovania pre pamäťové operandy

Nevýhody CISC

Tu sú nevýhody / nevýhody CISC

Predchádzajúce generácie rodiny procesorov boli väčšinou súčasťou každej novej verzie. Preto je inštrukčná sada a hardvér čipu komplexný s každou generáciou počítačov.
Výkon stroja sa spomaľuje, pretože čas, ktorý vykonajú rôzne pokyny, nebude nikdy podobný.
Sú väčšie, pretože vyžadujú viac tranzistorov

Nevýhody RISC

Tu sú nevýhody / nevýhody RISC

Výkon procesorov RISC závisí od programátora alebo kompilátora. Pri prevode kódu CISC na kód RISC hrá dôležitú úlohu kompilátor
Procesory RISC majú veľké pamäte cache na samotnom čipe.
Architektúra RISC vyžaduje neustále preprogramovanie hardvéru na čipe.