Procesor RISC

RISC oznacza Procesor komputerowy ze zredukowanym zestawem instrukcji , architektura mikroprocesora z prostym zbiorem i wysoce dostosowanym zestawem instrukcji. Jest zbudowany tak, aby zminimalizować czas wykonania instrukcji poprzez optymalizację i ograniczenie liczby instrukcji. Oznacza to, że każdy cykl instrukcji wymaga tylko jednego cyklu zegara, a każdy cykl zawiera trzy parametry: pobranie, dekodowanie i wykonanie. Procesor RISC służy również do wykonywania różnych złożonych instrukcji, łącząc je w prostsze. Chipy RISC wymagają kilku tranzystorów, co czyni projektowanie tańszym i skraca czas wykonywania instrukcji.

Przykładami procesorów RISC są procesory SPARC, PowerPC, Microchip PIC firmy SUN i RISC-V.

maszynopis pętli foreach

Zalety procesora RISC

1. Wydajność procesora RISC jest lepsza dzięki prostej i ograniczonej liczbie zestawu instrukcji.
2. Wymaga kilku tranzystorów, dzięki czemu projektowanie jest tańsze.
3. RISC umożliwia instrukcji wykorzystanie wolnego miejsca na mikroprocesorze ze względu na swoją prostotę.
4. Procesor RISC jest prostszy od procesora CISC ze względu na prostą i szybką konstrukcję oraz może zakończyć swoją pracę w jednym cyklu zegara.

Wady procesora RISC

1. Wydajność procesora RISC może się różnić w zależności od wykonywanego kodu, ponieważ wykonanie kolejnych instrukcji może zależeć od instrukcji poprzedniej, jeśli chodzi o ich wykonanie w cyklu.
2. Programiści i kompilatory często używają skomplikowanych instrukcji.
3. Procesory RISC wymagają bardzo szybkiej pamięci do zapisywania różnych instrukcji, które wymagają dużego zbioru pamięci podręcznej, aby odpowiedzieć na instrukcje w krótkim czasie.

Architektura RISC

Jest to wysoce spersonalizowany zestaw instrukcji stosowany w urządzeniach przenośnych ze względu na niezawodność systemu, takich jak Apple iPod, telefony komórkowe/smartfony, Nintendo DS,

Cechy procesora RISC

Niektóre ważne cechy procesorów RISC to:

Czas wykonania jednego cyklu:Do wykonania każdej instrukcji w komputerze procesory RISC wymagają jednego CPI (zegara na cykl). Każdy CPI obejmuje metodę pobierania, dekodowania i wykonywania zastosowaną w instrukcjach komputerowych.Technika rurociągowania:Technika potokowania jest stosowana w procesorach RISC do wykonywania wielu części lub etapów instrukcji w celu zapewnienia wydajniejszego działania.Duża liczba rejestrów:Procesory RISC są zoptymalizowane pod kątem wielu rejestrów, których można używać do przechowywania instrukcji i szybkiego reagowania na komputer oraz minimalizowania interakcji z pamięcią komputera.
1. Obsługuje prosty tryb adresowania i stałą długość instrukcji wykonywania potoku.
2. Używa instrukcji LOAD i STORE, aby uzyskać dostęp do lokalizacji pamięci.
3. Proste i ograniczone instrukcje skracają czas wykonania procesu w RISC.

Procesor CISC

CISC oznacza Komputer ze złożonym zestawem instrukcji , opracowany przez firmę Intel. Posiada duży zbiór złożonych instrukcji, od prostych do bardzo złożonych i wyspecjalizowanych na poziomie języka asemblera, którego wykonanie zajmuje dużo czasu. Zatem CISC podchodzi do zmniejszania liczby instrukcji w każdym programie i ignorowania liczby cykli na instrukcję. Kładzie nacisk na budowanie złożonych instrukcji bezpośrednio w sprzęcie, ponieważ sprzęt jest zawsze szybszy niż oprogramowanie. Jednakże chipy CISC są stosunkowo wolniejsze w porównaniu z chipami RISC, ale wymagają mniejszej liczby instrukcji niż RISC. Przykładami procesorów CISC są VAX, AMD, Intel x86 i System/360.

Charakterystyka procesora CISC

Poniżej przedstawiono główne cechy procesora RISC:

1. Długość kodu jest krótka, więc wymaga bardzo mało pamięci RAM.
2. Wykonanie kodu CISC lub instrukcji złożonych może zająć więcej czasu niż pojedynczy cykl zegara.
3. Do napisania aplikacji potrzeba mniej instrukcji.
4. Zapewnia łatwiejsze programowanie w języku asemblera.
5. Obsługa złożonej struktury danych i łatwa kompilacja języków wysokiego poziomu.
6. Składa się z mniejszej liczby rejestrów i większej liczby węzłów adresujących, zwykle od 5 do 20.
7. Instrukcje mogą być dłuższe niż jedno słowo.
8. Kładzie nacisk na budowanie instrukcji na sprzęcie, ponieważ jego tworzenie jest szybsze niż oprogramowanie.

Architektura procesorów CISC

Architektura CISC pomaga zredukować kod programu poprzez osadzenie wielu operacji w każdej instrukcji programu, co czyni procesor CISC bardziej złożonym. Komputer oparty na architekturze CISC został zaprojektowany w celu zmniejszenia kosztów pamięci, ponieważ duże programy lub instrukcje wymagały dużej przestrzeni pamięci do przechowywania danych, zwiększając w ten sposób zapotrzebowanie na pamięć, a duży zbiór pamięci zwiększa koszt pamięci, co czyni ją droższą.

Zalety procesorów CISC

1. Kompilator wymaga niewielkiego wysiłku, aby przetłumaczyć programy wysokiego poziomu lub języki instrukcji na asembler lub język maszynowy w procesorach CISC.
2. Długość kodu jest dość krótka, co minimalizuje zapotrzebowanie na pamięć.
3. Do przechowywania instrukcji na każdym CISC potrzeba bardzo mniej pamięci RAM.
4. Wykonanie pojedynczej instrukcji wymaga kilku zadań niskiego poziomu.
5. CISC tworzy proces zarządzania zużyciem energii, który dostosowuje prędkość zegara i napięcie.
6. Używa mniejszej liczby instrukcji do wykonania tej samej instrukcji co RISC.

Wady procesorów CISC

1. Chipy CISC są wolniejsze niż chipy RSIC w wykonywaniu jednego cyklu instrukcji w każdym programie.
2. Wydajność maszyny spada z powodu wolniejszego taktowania zegara.
3. Wykonywanie potoku w procesorze CISC komplikuje jego użycie.
4. Chipy CISC wymagają większej liczby tranzystorów w porównaniu do konstrukcji RISC.
5. W CISC wykorzystuje tylko 20% istniejących instrukcji w zdarzeniu programistycznym.

Różnica między procesorami RISC i CISC