Aký je rozdiel medzi architektúrou RISC a CISC

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Architektúra centrálnej procesorovej jednotky (CPU) pracuje tak, aby fungovala od „architektúry sady inštrukcií“ po miesto, kde bola navrhnutá. Architektonickým návrhom CPU je výpočtová technika so zníženou inštrukčnou sadou (RISC) a výpočtová sada s komplexnou inštrukčnou sadou (CISC). Procesor ako CISC má kapacitu na vykonávanie viacstupňových operácií alebo režimov adresovania v rámci jednej sady inštrukcií. Je to návrh procesora, kde jedna inštrukcia funguje na viacerých úkonoch na nízkej úrovni. Napríklad ukladanie pamäte, načítanie z pamäte a aritmetická operácia. Znížená výpočtová sada inštrukcií je návrhová stratégia centrálnej procesorovej jednotky založená na vízii, že základná inštrukčná sada poskytuje skvelý výkon v kombinácii s mikroprocesor architektúra, ktorá má kapacitu vykonávať pokyny pomocou niektorých cyklov mikroprocesora na jednu inštrukciu. Tento článok pojednáva o rozdieloch medzi architektúrou RISC a CISC. Hardvérová časť procesora Intel sa nazýva CISC (Complex Instruction Set Computer) a hardvér spoločnosti Apple je Reduced Instruction Set Computer (RISC).

Rozdiel medzi architektúrou RISC a CISC

Predtým, ako budeme diskutovať o rozdieloch medzi Architektúra RISC a CISC dajte nám vedieť o konceptoch RISC a CISC




Procesory RISC a CISC

Procesory RISC a CISC

Čo je to RISC?

Počítač so zmenšenou inštrukčnou sadou je počítač, ktorý používa iba jednoduché príkazy, ktoré je možné rozdeliť na niekoľko pokynov, ktoré umožňujú prevádzku na nízkej úrovni v rámci jedného cyklu CLK, ako už jeho názov navrhuje „Reduced Instruction Set“.



RISC je počítačový mikroprocesor so zníženou inštrukčnou sadou a jeho architektúra obsahuje sadu pokynov, ktoré sú vysoko prispôsobené. Hlavnou funkciou je znížiť čas vykonávania inštrukcií obmedzením a optimalizáciou počtu príkazov. Takže každý príkazový cyklus používa jeden hodinový cyklus, kde každý hodinový cyklus obsahuje tri parametre, a to načítanie, dekódovanie a vykonávanie.

Typ procesora sa používa hlavne na vykonávanie niekoľkých zložitých príkazov ich zlúčením do jednoduchších. Procesor RISC potrebuje na návrh niekoľko tranzistorov, čo znižuje čas potrebný na vykonanie. Medzi najlepšie príklady procesorov RISC patria PowerPC, SUN’s SPARC, RISC-V, Microchip PIC procesory atď.

Architektúra RISC

Pojem RISC znamená „Počítač s obmedzenou inštrukčnou sadou“. Jedná sa o plán návrhu CPU založený na jednoduchých objednávkach a koná rýchlo.


Toto je malý alebo obmedzený súbor pokynov. Tu sa očakáva, že každá inštrukcia dosiahne veľmi malé pracovné miesta. V tomto stroji sú sady inštrukcií skromné ​​a jednoduché, čo pomáha pri zostavovaní zložitejších príkazov. Každá inštrukcia má podobnú dĺžku, sú navinuté dohromady, aby sa dali zložené úlohy vykonať v jednej operácii. Väčšina príkazov sa dokončí v jednom cykle stroja. Toto potrubie je rozhodujúcou technikou používanou na urýchlenie strojov RISC.

Charakteristiky

Medzi vlastnosti RISC patria nasledujúce.

  • Architektúra potrubia
  • Počet pokynov je obmedzený, ako aj klesá
  • Pokyny ako načítanie a uloženie majú právo na vstup do pamäte
  • Režimov adresovania je menej
  • Pokyny sú jednotné a je možné ich formát zjednodušiť

Výhody

Medzi výhody procesora RISC patria nasledujúce.

  • Výkon tohto procesora je dobrý z dôvodu ľahkého a obmedzeného č. inštruktážnej sady.
  • Tento procesor v dizajne používa niekoľko tranzistorov, takže výroba je lacnejšia.
  • Procesor RISC umožňuje inštrukcii kvôli jednoduchosti využiť otvorený priestor na mikroprocesore.
  • Je to veľmi jednoduché v porovnaní s iným procesorom, pretože vďaka tomu dokáže dokončiť svoju úlohu v jednom cykle hodín.

Nevýhody

Medzi nevýhody procesora CISC patria nasledujúce.

  • Výkon tohto procesora sa môže meniť na základe vykonaného kódu, pretože ďalšie príkazy môžu závisieť od predchádzajúcej inštrukcie na ich implementáciu v rámci cyklu.
  • Komplexná inštrukcia je často používaná kompilátormi a programátormi
  • Tieto procesory potrebujú veľmi rýchlu pamäť, aby udržali rôzne pokyny, ktoré využívajú obrovskú zbierku vyrovnávacej pamäte, aby reagovali na príkaz v kratšom čase.

Čo je to CISC?

Bol vyvinutý spoločnosťou Intel Corporation a jedná sa o počítač s komplexnou inštrukčnou sadou. Tento procesor obsahuje obrovskú zbierku jednoduchých až zložitých pokynov. Tieto pokyny sú špecifikované na úrovni úrovne montážneho jazyka a vykonávanie týchto pokynov trvá dlhšie.

Počítač so zložitou inštrukčnou sadou je počítač, kde jednotlivé inštrukcie môžu vykonávať množstvo operácií na nízkej úrovni, ako je načítanie z pamäte, aritmetická operácia a pamäť, alebo sa ich dajú dosiahnuť viackrokovými procesmi alebo režimami adresovania v jednej inštrukcii, ako je pomenovaná. navrhuje „komplexnú inštrukčnú sadu“.

Tento procesor sa teda posúva k znižovaniu počtu inštrukcií pre každý program a ignoruje počet cyklov pre každú inštrukciu. Zdôrazňuje, že je potrebné zhromaždiť komplexné pokyny otvorene v rámci hardvéru, pretože hardvér je vždy v porovnaní so softvérom. CISC čipy sú však v porovnaní s čipmi RISC relatívne pomalšie, ale v porovnaní s RISC využívajú malú inštrukciu. Medzi najlepšie príklady procesora CISC patria AMD, VAX, System / 360 a Intel x86.

Architektúra CISC

Pojem CISC znamená „počítač s komplexnou inštrukčnou sadou“. Jedná sa o plán návrhu CPU založený na jednotlivých príkazoch, ktoré sú schopné vykonávať viacstupňové operácie.

Počítače CISC majú malé programy. Má obrovské množstvo zložených pokynov, ktorých vykonanie trvá dlho. Tu je chránená jedna sada pokynov v niekoľkých krokoch, pričom každá sada inštrukcií má ďalších viac ako 300 samostatných pokynov. Maximálny počet pokynov je dokončený v dvoch až desiatich cykloch stroja. V CISC nie je zreťazenie pokynov jednoduché.

Charakteristiky

Medzi hlavné vlastnosti procesora RISC patria nasledujúce.

  • Spustenie kódu CISC môže v porovnaní s jediným hodinovým cyklom trvať dlhšie.
  • CISC podporuje jazyky vysokej úrovne pre jednoduchú kompiláciu a zložitú dátovú štruktúru.
  • Zhromažďuje sa s väčším počtom adresovacích uzlov, menším počtom registrov je zvyčajne od 5 do 20.
  • Na napísanie žiadosti sa vyžaduje menej poučení
  • Dĺžka kódu je veľmi krátka, takže potrebuje extrémne malú RAM.
  • Zdôrazňuje pokyny k hardvéru pri navrhovaní, pretože návrh je rýchlejší ako softvér.
  • Pokyny sú väčšie v porovnaní s jediným slovom.
  • Poskytuje jednoduché programovanie v montážnom jazyku.

Výhody

The výhody CISC zahrňte nasledujúce.

  • Tento procesor vytvorí postup na spracovanie spotreby energie, ktorá reguluje rýchlosť hodín a napätia.
  • V procesore CISC potrebuje kompilátor malé úsilie na zmenu programu alebo príkazu z vysokej úrovne na zostavovací, inak strojový jazyk.
  • Jednu inštrukciu je možné vykonať pomocou rôznych nízkoúrovňových úloh
  • Kvôli krátkej dĺžke kódu nevyužíva veľa pamäte.
  • CISC využíva na vykonanie rovnakej inštrukcie ako RISC menšiu sadu inštrukcií.
  • Inštrukcia môže byť uložená v RAM na každom CISC

Nevýhody

Medzi nevýhody CISC patria nasledujúce.

  • Existujúce pokyny používané CISC tvoria 20% v rámci udalosti programu.
  • V porovnaní s procesorom RISC sú procesory CISC veľmi pomalé pri vykonávaní každého cyklu inštrukcií na každom programe.
  • Tento procesor používa v porovnaní s RISC počet tranzistorov.
  • Realizácia ropovodu v rámci CISC sťaží jeho použitie.
  • Výkon stroja sa znižuje z dôvodu nízkej rýchlosti hodín.

Rozdiel medzi architektúrou RISC a CISC

Rozdiel medzi RISC a CISC

Rozdiel medzi RISC a CISC

RIZIKO

CISC

1. RISC je skratka pre Reduced Instruction Set Computer.1. CISC je skratka pre Complex Instruction Set Computer.
2. Procesory RISC majú jednoduché pokyny, ktoré trvajú približne jeden taktovací cyklus. Priemerný taktovací cyklus na jednu inštrukciu (CPI) je 1,52. Procesor CSIC má zložité pokyny, ktoré zaberajú viac hodín. Priemerný taktovací cyklus na jednu inštrukciu (CPI) je v rozmedzí od 2 do 15.
3. Výkon je optimalizovaný s väčším zameraním na softvér3. Výkon je optimalizovaný s väčším zameraním na hardvér.
4. Nemá pamäťovú jednotku a na implementáciu pokynov používa samostatný hardvér.4. Má pamäťovú jednotku na vykonávanie zložitých pokynov.
5. Má pevne zapojenú jednotku programovania.5. Má jednotku mikroprogramovania.
6. Sada inštrukcií je zmenšená, tj. V skupine inštrukcií má iba niekoľko pokynov. Mnohé z týchto pokynov sú veľmi primitívne. 6. Sada inštrukcií obsahuje rôzne pokyny, ktoré možno použiť na zložité operácie.
7. Sada inštrukcií obsahuje rôzne pokyny, ktoré možno použiť na zložité operácie. 7. CISC má veľa rôznych režimov adresovania a môže sa tak použiť na efektívnejšie zastúpenie príkazov programovacieho jazyka na vyššej úrovni.
8. Režimy komplexného adresovania sa syntetizujú pomocou softvéru.8. CISC už podporuje zložité režimy adresovania
9. Existuje viac sád registrov9. Má nastavený iba jeden register
10. Procesory RISC sú vysoko zreťazené10. Spravidla nie sú potrubné alebo menej potrubné
11. Zložitosť RISC spočíva v kompilátore, ktorý vykonáva program11. Zložitosť spočíva v mikroprograme
12. Čas vykonania je oveľa kratší12. Čas vykonania je veľmi vysoký
13. Rozšírenie kódu môže byť problémom13. Rozšírenie kódu nie je problém
14. Dekódovanie pokynov je jednoduché.14. Dekódovanie pokynov je zložité
15. Na výpočty nevyžaduje externú pamäť15. Pre výpočty vyžaduje externú pamäť
16. Najbežnejšie mikroprocesory RISC sú Alpha, ARC, ARM, AVR, MIPS, PA-RISC, PIC, energetická architektúra a SPARC.16. Príkladmi procesorov CISC sú procesory System / 360, VAX, PDP-11, Motorola 68000, AMD a Intel x86.
17. Architektúra RISC sa používa v špičkových aplikáciách, ako je spracovanie videa, telekomunikácie a spracovanie obrazu.17. Architektúra CISC sa používa v aplikáciách nižšej triedy, ako sú bezpečnostné systémy, domáca automatizácia atď.

Kľúčové rozdiely medzi RISC a CISC

Medzi kľúčové rozdiely medzi RISC a CISC patria nasledujúce.

  • Veľkosť inštrukčnej sady je v porovnaní s RISC malá.
  • V RISC môže byť riadenie CPU vykonané pomocou káblového pripojenia bez zahrnutia riadiacej pamäte, zatiaľ čo CISC je mikrokódovaný, ktorý využíva ROM, avšak súčasný procesor CISC tiež využíva pevné pripojenie.
  • Procesor RISC pracuje s 32 bitmi pre každú inštrukciu a často na základe registra, zatiaľ čo CISC využíva nerovnomerný formát, ktorý sa pohybuje od 16 bitov do 64 bitov pre každú inštrukciu.
  • Architektúra RISC obsahuje návrh medzipamäte inštrukcií a rozdelených údajov, zatiaľ čo architektúra CISC obsahuje zjednotenú vyrovnávaciu pamäť určenú pre údaje a pokyny, aj keď najnovšie návrhy využívajú aj rozdelené medzipamäte.
  • V procesore RISC je použitý mechanizmus pamäte na registráciu vrátane pokynov ako STORE a nezávislé LOAD. V CISC je použitým mechanizmom pamäte pamäť typu memory to memory na vykonávanie rôznych operácií vrátane pokynov ako LOAD & STORE.
  • Registre na všeobecné účely používané v procesore RISC sú 32 až 192, zatiaľ čo RISC používa 8 až 24 GPR.
  • V procesore RISC sa používajú jednotlivé hodiny a režimy adresovania sú obmedzené, zatiaľ čo v CISC používa viac hodín a režimy adresovania sa pohybujú od 12 do 24.
  • The rozdiel medzi inštrukčnými sadami RISC a CISC je, RISC ISA zdôrazňuje softvér v porovnaní s hardvérom. Sada inštrukcií procesora RISC využíva efektívnejší softvér, ako je kód alebo kompilátory, pomocou menšieho počtu inštrukcií. CISC ISA využívajú množstvo tranzistorov v hardvéri na vykonávanie niekoľkých pokynov a tiež ďalších zložitých pokynov.

The výhody RISC oproti CISC zahrňte nasledujúce.

V súčasnom vývoji počítačových procesorov je najčastejšie používaným a významným mikroprocesorom RISC (počítač so zníženou inštrukčnou sadou). Za určitých podmienok budú zariadenia založené na tomto procesore ponúkať oproti CISC (počítač s komplexnou inštrukčnou sadou) dôležité výhody. V predchádzajúcom texte je diskutované krátke porovnanie medzi oboma procesormi.

Vďaka základnej zostave inštrukcií je výkon procesora RISC dvakrát až štyrikrát vyšší v porovnaní s procesormi CISC. Architektúra tohto procesora využíva veľmi málo miesta kvôli zmenšenej inštrukčnej sade, čo na podobnom čipe umožní vytvorenie ďalších funkcií, ako je správa pamäte alebo aritmetické jednotky s pohyblivou rádovou čiarkou.

Tento článok pojednáva o koncepciách RISC, CISC a rozdieloch. Keď sa predstavili prvé mikroprocesory, ako aj mikrokontroléry, neexistuje lepšia a vhodná architektúra. Po implementácii týchto procesorov sa architektúra CISC používa hlavne z dôvodu chýbajúcej softvérovej podpory v Procesor RISC . Robí to hlavne na to, aby všetok ich hardvér aj softvér boli späť vhodné pre svojich prvých 8086 procesorov. Dúfame, že ste tomuto konceptu lepšie porozumeli. Ďalej v prípade akýchkoľvek pochybností týkajúcich sa tohto konceptu, príp realizácia akýchkoľvek elektrických a elektronických projektov , poskytnite nám spätnú väzbu prostredníctvom komentára v sekcii komentárov nižšie.