De architectuur van de Central Processing Unit (CPU) beheert de capaciteit om te functioneren van 'Instruction Set Architecture' tot waar het is ontworpen. Het architectonische ontwerp van de CPU is Reduced instruction set computing (RISC) en Complex instruction set computing (CISC). Een processor zoals CISC heeft de capaciteit om meerstaps-bewerkingen of adresseringsmodi uit te voeren binnen één instructieset. Het is het CPU-ontwerp waarbij één instructie verschillende handelingen op laag niveau uitvoert. Bijvoorbeeld geheugenopslag, laden uit het geheugen en een rekenkundige bewerking. Computergebruik met verminderde instructieset is een ontwerpstrategie van een centrale verwerkingseenheid die is gebaseerd op de visie dat een basisinstructieset geweldige prestaties levert in combinatie met een microprocessor architectuur die de capaciteit heeft om de instructies uit te voeren door een aantal microprocessorcycli per instructie te gebruiken. Dit artikel bespreekt het verschil tussen RISC- en CISC-architectuur. Het hardwaregedeelte van de Intel heet Complex Instruction Set Computer (CISC), en Apple-hardware is Reduced Instruction Set Computer (RISC).
Verschil tussen RISC en CISC-architectuur
Voordat we de verschillen tussen de RISC- en CISC-architectuur laat het ons weten over de concepten van RISC en CISC
RISC- en CISC-processors
Wat is RISC?
Een computer met een beperkte instructieset is een computer die alleen eenvoudige opdrachten gebruikt die kunnen worden onderverdeeld in verschillende instructies die een werking op laag niveau bereiken binnen een enkele CLK-cyclus, zoals de naam suggereert 'Gereduceerde instructieset'.
De RISC is een computer-microprocessor met gereduceerde instructieset en de architectuur ervan omvat een reeks instructies die in hoge mate zijn aangepast. De belangrijkste functie hiervan is om de tijd van instructie-uitvoering te verkorten door zowel het aantal opdrachten te beperken als te optimaliseren. Dus elke opdrachtcyclus gebruikt een enkele klokcyclus waarbij elke klokcyclus drie parameters bevat, namelijk ophalen, decoderen en uitvoeren.
Het soort processor wordt voornamelijk gebruikt om verschillende moeilijke opdrachten uit te voeren door ze samen te voegen tot eenvoudigere. De RISC-processor heeft een aantal transistors nodig om te ontwerpen en het verkort de instructietijd voor uitvoering. De beste voorbeelden van RISC-processors zijn PowerPC, SUN's SPARC, RISC-V, Microchip PIC-processors, enz.
RISC-architectuur
De term RISC staat voor ‘‘ Reduced Instruction Set Computer ’. Het is een CPU-ontwerpplan gebaseerd op eenvoudige bestellingen en werkt snel.
Dit is een kleine of beperkte set instructies. Hier wordt van elke instructie verwacht dat het zeer kleine banen oplevert. In deze machine zijn de instructiesets bescheiden en eenvoudig, wat helpt bij het bevatten van meer complexe opdrachten. Elke instructie heeft een vergelijkbare lengte, deze worden samengewikkeld om samengestelde taken in een enkele bewerking uit te voeren. De meeste opdrachten worden in één machinecyclus voltooid. Deze pipelining is een cruciale techniek die wordt gebruikt om RISC-machines te versnellen.
Kenmerken
De kenmerken van RISC zijn onder meer de volgende.
- Pijpleidingarchitectuur
- Het aantal instructies is zowel beperkt als afgenomen
- De instructies zoals laden en opslaan hebben recht op toegang tot het geheugen
- Adresseringsmodi zijn minder
- De instructie is uniform en het formaat kan worden vereenvoudigd
Voordelen
De voordelen van de RISC-processor zijn onder meer de volgende.
- De prestaties van deze processor zijn goed vanwege het eenvoudige en beperkte nee. van de instructieset.
- Deze processor gebruikt meerdere transistors in het ontwerp waardoor het maken goedkoper is.
- Dankzij de RISC-processor kan de instructie de open ruimte op een microprocessor gebruiken vanwege zijn eenvoud.
- Het is heel eenvoudig in vergelijking met een andere processor, waardoor het zijn taak binnen een enkele klokcyclus kan voltooien.
Nadelen
De nadelen van een CISC-processor zijn onder meer de volgende.
- De prestatie van deze processor kan veranderen op basis van de uitgevoerde code omdat de volgende commando's kunnen afhangen van de eerdere instructie voor hun implementatie binnen een cyclus.
- De complexe instructie wordt vaak gebruikt door de compilers en programmeurs
- Deze processors hebben een zeer snel geheugen nodig om verschillende instructies te bewaren die een enorme verzameling cachegeheugen gebruiken om binnen minder tijd op de opdracht te reageren.
Wat is CISC?
Het is ontwikkeld door de Intel Corporation en het is Complex Instruction Set Computer. Deze processor bevat een enorme verzameling eenvoudige tot complexe instructies. Deze instructies zijn gespecificeerd op het niveau van assembleertaal en het uitvoeren van deze instructies kost meer tijd.
Een complexe computer met instructieset is een computer waar afzonderlijke instructies talrijke bewerkingen op laag niveau kunnen uitvoeren, zoals een belasting uit het geheugen, een rekenkundige bewerking en een geheugenopslag, of die worden uitgevoerd door meerstapsprocessen of adresseringsmodi in enkele instructies, zoals de naam luidt. stelt 'Complexe instructieset' voor.
Deze processor beweegt zich dus om het aantal instructies voor elk programma te verminderen en negeert het aantal cycli voor elke instructie. Het benadrukt dat complexe instructies openlijk in de hardware moeten worden samengesteld, aangezien de hardware altijd vergeleken wordt met software. CISC-chips zijn echter relatief langzamer in vergelijking met RISC-chips, maar gebruiken kleine instructies in vergelijking met RISC. De beste voorbeelden van de CISC-processor zijn AMD, VAX, System / 360 en Intel x86.
CISC-architectuur
De term CISC staat voor ‘’ Complex Instruction Set Computer ’. Het is een CPU-ontwerpplan gebaseerd op enkele commando's, die bekwaam zijn in het uitvoeren van meerstaps-bewerkingen.
CISC-computers hebben kleine programma's. Het heeft een groot aantal samengestelde instructies, die veel tijd kosten om uit te voeren. Hier wordt een enkele set instructies in verschillende stappen beschermd, elke instructieset heeft meer dan 300 afzonderlijke instructies. Maximale instructies worden voltooid in twee tot tien machinecycli. In CISC is instructie-pipelining niet eenvoudig te implementeren.
Kenmerken
De belangrijkste kenmerken van de RISC-processor zijn onder meer de volgende.
- CISC kan meer tijd nodig hebben om de code uit te voeren in vergelijking met een enige klokcyclus.
- CISC ondersteunt talen op hoog niveau voor eenvoudige compilatie en complexe gegevensstructuur.
- Het wordt verzameld met meer adresseringsknooppunten, normaal gesproken minder registers van 5 tot 20.
- Voor het schrijven van een applicatie is minder instructie nodig
- De codelengte is erg kort, dus het heeft extreem weinig RAM nodig.
- Het benadrukt de instructie over hardware tijdens het ontwerpen, omdat het sneller te ontwerpen is dan de software.
- Instructies zijn groter in vergelijking met een enkel woord.
- Het geeft eenvoudige programmering binnen assembleertaal.
Voordelen
De voordelen van CISC omvatten de volgende.
- Deze processor zal een procedure creëren om het stroomverbruik af te handelen die de snelheid van klok en spanning regelt.
- In de CISC-processor heeft de compiler een kleine inspanning nodig om het programma of de instructie van hoog niveau naar assemblage te veranderen, anders machinetaal.
- Een enkele instructie kan worden uitgevoerd door verschillende taken op laag niveau te gebruiken
- Het gebruikt niet veel geheugen vanwege de korte lengte van de code.
- CISC gebruikt minder instructieset om dezelfde instructie uit te voeren als de RISC.
- De instructie kan op elke CISC in RAM worden opgeslagen
Nadelen
De nadelen van CISC zijn onder meer de volgende.
- De bestaande instructies die door de CISC worden gebruikt, zijn 20% binnen een programma-evenement.
- In vergelijking met de RISC-processor zijn CISC-processors erg traag terwijl ze elke instructiecyclus op elk programma uitvoeren.
- Deze processor gebruikt een aantal transistors in vergelijking met RISC.
- De uitvoering van de pijplijn binnen het CISC zal het gebruik moeilijk maken.
- De prestaties van de machine nemen af vanwege de lage snelheid van de klok.
Verschil tussen RISC en CISC-architectuur
Verschil tussen RISC en CISC
RISICO | CISC |
| 1. RISC staat voor Reduced Instruction Set Computer. | 1. CISC staat voor Complex Instruction Set Computer. |
| 2. RISC-processors hebben eenvoudige instructies die ongeveer één klokcyclus in beslag nemen. De gemiddelde klokcyclus per instructie (CPI) is 1,5 | 2. CSIC-processor heeft complexe instructies die meerdere klokken in beslag nemen voor uitvoering. De gemiddelde klokcyclus per instructie (CPI) ligt in het bereik van 2 en 15. |
| 3. De prestaties zijn geoptimaliseerd met meer focus op software | 3. De prestaties zijn geoptimaliseerd met meer focus op hardware. |
| 4. Het heeft geen geheugeneenheid en gebruikt aparte hardware om instructies te implementeren. | 4. Het heeft een geheugeneenheid om complexe instructies te implementeren. |
| 5. Het heeft een vast bedrade programmeereenheid. | 5. Het heeft een microprogrammeringseenheid. |
| 6. De instructieset is verkleind, d.w.z. dat er maar een paar instructies in de instructieset zitten. Veel van deze instructies zijn erg primitief. | 6. De instructieset heeft een verscheidenheid aan verschillende instructies die kunnen worden gebruikt voor complexe bewerkingen. |
| 7. De instructieset heeft een verscheidenheid aan verschillende instructies die kunnen worden gebruikt voor complexe bewerkingen. | 7. CISC heeft veel verschillende adresseringsmodi en kan dus worden gebruikt om beweringen van hogere programmeertalen efficiënter weer te geven. |
| 8. Complexe adresseringsmodi worden gesynthetiseerd met behulp van de software. | 8.CISC ondersteunt al complexe adresseermodi |
| 9. Er zijn meerdere registersets aanwezig | 9. heeft slechts één register set |
| 10.RISC-processors hebben een hoge pijplijn | 10.Ze hebben normaal gesproken geen of minder pijplijnen |
| 11. De complexiteit van RISC ligt bij de compiler die het programma uitvoert | 11. De complexiteit zit in het microprogramma |
| 12. De uitvoeringstijd is veel korter | 12. De uitvoeringstijd is erg hoog |
| 13. Code-uitbreiding kan een probleem zijn | 13. Code-uitbreiding is geen probleem |
| 14. Het decoderen van instructies is eenvoudig. | 14. Het decoderen van instructies is complex |
| 15. Het vereist geen extern geheugen voor berekeningen | 15. Het vereist extern geheugen voor berekeningen |
| 16. De meest voorkomende RISC-microprocessors zijn Alpha, ARC, ARM, AVR, MIPS, PA-RISC, PIC, Power Architecture en SPARC. | 16. Voorbeelden van CISC-processors zijn de System / 360, VAX, PDP-11, Motorola 68000-familie, AMD en Intel x86 CPU's. |
| 17. RISC-architectuur wordt gebruikt in hoogwaardige toepassingen zoals videoverwerking, telecommunicatie en beeldverwerking. | 17. CISC-architectuur wordt gebruikt in low-end toepassingen zoals beveiligingssystemen, domotica, enz. |
Belangrijkste verschillen tussen RISC en CISC
De belangrijkste verschillen tussen RISC en CISC zijn onder meer de volgende.
- De grootte van een instructieset is klein in vergelijking met RISC.
- In RISC kan de CPU-besturing worden uitgevoerd met hardwired zonder een besturingsgeheugen te bevatten, terwijl CISC microgecodeerd is en ROM gebruikt, maar de huidige CISC-processor maakt ook gebruik van hardwired-besturing.
- De RISC-processor werkt met 32 bits voor elke instructie en is vaak gebaseerd op het register, terwijl CISC een ongelijk formaat gebruikt dat varieert van 16 bits tot 64 bits voor elke instructie.
- De RISC-architectuur omvat het ontwerp van instructiecache en gesplitste gegevens, terwijl de CISC-architectuur een uniforme cache omvat die bedoeld is voor gegevens en instructies, hoewel de meeste recente ontwerpen ook gebruikmaken van gesplitste caches.
- In de RISC-processor is het geheugenmechanisme dat wordt gebruikt, register om te registreren, inclusief de instructies zoals STORE en onafhankelijke LOAD. In CISC wordt geheugen naar geheugen gebruikt om verschillende bewerkingen uit te voeren, inclusief de instructies zoals LOAD & STORE.
- De algemene registers die in de RISC-processor worden gebruikt, zijn 32 tot 192, terwijl RISC 8 tot 24 GPR's gebruikt.
- In de RISC-processor wordt de enkele klok gebruikt en de adresseermodi zijn beperkt, terwijl deze in CISC de multiklok gebruikt en de adresseermodi variëren van 12 tot 24.
- De verschil tussen RISC- en CISC-instructieset is, RISC ISA benadrukt software in vergelijking met hardware. De instructieset van de RISC-processor gebruikt efficiëntere software zoals code of compilers door middel van minder instructies. CISC ISA's gebruiken een aantal transistors in de hardware om verschillende instructies uit te voeren, evenals aanvullende complexe instructies.
De voordelen van RISC boven CISC omvatten de volgende.
In de huidige ontwikkelingen van computerprocessoren is de RISC-microprocessor (computer met gereduceerde instructieset) de meest gebruikte en belangrijkste. Onder bepaalde voorwaarden bieden de apparaten op basis van deze processor belangrijke voordelen ten opzichte van CISC (computer met complexe instructieset). In het bovenstaande wordt een korte vergelijking tussen beide processoren besproken.
De prestaties van de RISC-processor zijn twee tot vier keer hoger in vergelijking met CISC-processors vanwege de basisinstructieset. De architectuur van deze processor neemt zeer weinig ruimte in vanwege de verminderde instructieset en dit zal extra functies zoals geheugenbeheer of rekenkundige eenheden met drijvende komma op een vergelijkbare chip maken.
In dit artikel worden de concepten RISC, CISC en verschillen besproken. Toen de eerste microprocessors en microcontrollers werden geïntroduceerd, was er geen betere en geschikte architectuur. Nadat deze processors waren geïmplementeerd, wordt de CISC-architectuur voornamelijk gebruikt vanwege het gebrek aan softwareondersteuning in het RISC-processor Dit doet voornamelijk om al hun hardware en software weer geschikt te maken voor hun eerste 8086-processors. We hopen dat u dit concept beter begrijpt. Verder, bij twijfel over dit concept, of implementatie van elektrische en elektronische projecten , geef alstublieft uw feedback door te reageren op de commentaarsectie hieronder.
