RISC مقابل CISC: الفرق والمقارنة

يشير مصطلح المعالج إلى دائرة إلكترونية متكاملة مسؤولة عن إجراء حسابات مختلفة على الكمبيوتر.

يتم تنفيذ تعليمات الإدخال / الإخراج ، الحسابية ، المنطقية ، والعديد من الإرشادات الأخرى بواسطة المعالج بناءً على أمر نظام التشغيل.

تستخدم العديد من الأجهزة الإلكترونية مثل الأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر وما إلى ذلك المعالجات. تشمل المعالجات الشائعة وحدة المعالجة المركزية والمعالجات الدقيقة وما إلى ذلك.

الوجبات السريعة الرئيسية

1. تنفذ معالجات RISC تعليمات أبسط ، مما يتيح أوقات معالجة أسرع من معالجات CISC.
2. تحتوي معالجات CISC على تعليمات أكثر تعقيدًا ، مما يسمح لها بإجراء عمليات متعددة في تعليمات واحدة.
3. تعتبر بنية RISC أكثر كفاءة في استخدام الطاقة ، مما يجعلها مناسبة للأجهزة منخفضة الطاقة ، بينما تتفوق بنية CISC في الحوسبة عالية الأداء.

RISC مقابل CISC

تحتوي معالجات RISC (حوسبة مجموعة التعليمات المخفضة) على مجموعة تعليمات أبسط وأكثر انسيابية ، مع التركيز على تنفيذ التعليمات بسرعة وكفاءة. تتمتع معالجات CISC (حوسبة مجموعة التعليمات المعقدة) بالقدرة على تنفيذ عمليات متعددة في تعليمة واحدة.

RISC هو معالج دقيق بسيط يقدم مجموعات تعليمات قابلة للتخصيص بدرجة كبيرة.

الغرض الرئيسي من بناء هذا المعالج هو تقليل الوقت المستغرق لتنفيذ كل تعليمات من خلال حد أقصى لعدد التعليمات.

تتألف كل دورة من ثلاث معامِلات فقط: فك التشفير ، والجلب ، والتنفيذ. يمكن أيضًا تنفيذ التعليمات المعقدة بواسطة هذا المعالج باستخدامها مع تعليمات أبسط.

معالج CISC هو معالج أكثر تعقيدًا بالمقارنة مع RISC. هذا بسبب دمج العديد من العمليات في تعليمة واحدة ، وبالتالي تقليل رمز البرنامج.

الغرض الرئيسي من استخدام هذا المعالج في الكمبيوتر هو تقليل التكاليف النهائية لأن عدد التعليمات الأقل يعني مساحة أقل للذاكرة وتكاليف ذاكرة أقل.

جدول المقارنة

معلمات المقارنة	RISC	CISC
بالشكل الكامل	انخفاض الكمبيوتر مجموعة التعليمات	كمبيوتر مجموعة التعليمات المعقدة
تعليمات	تنسيق تعليمات أقل وثابت	تنسيق التعليمات أكثر ومتغير
وسائط	أقل	المزيد
يسجل	قد يؤدي إجراء	غير متزوجة
أمثلة	Alpha ، Power Architecture ، ARM ، PA-RISC ، إلخ	VAX و Intel x86 CPUs و PDP-11 و System / 360
استهلاك الطاقة	منخفض	مرتفع
متوسط ​​دورات الساعة لكل تعليمات (CPI)	1.5	2 و15
تحسين الأداء	يركز على البرامج لتحسين الأداء	يركز على الأجهزة لتحسين الأداء
حجم الكود	صغير	كبير

ما هو RISC؟

يرمز RISC إلى كمبيوتر مجموعة التعليمات المخفضة. إنها بنية معالجات دقيقة تعتبر الأفضل للاستخدام في وحدة المعالجة المركزية. يتم استخدامه كبديل لهندسة CISC.

تستخدم وحدة المعالجة المركزية التي تتضمن هذه التقنية تعليمات مبسطة لتحسين سرعة التنفيذ. نتيجة لذلك ، تم تحسين الأداء أيضًا.

بصرف النظر عن تحسين سرعة تنفيذ التعليمات ، يتم أيضًا زيادة التوازي الداخلي من خلال السماح للعديد من الخيوط بالتنفيذ في وقت واحد.

علاوة على ذلك ، تعمل على تحسين الطاقة من خلال توفير أداء عالٍ لكل واط. يتم تنفيذ إجراء واحد فقط في كل أمر يتم تنفيذه بدوره في الإطار الزمني لدورة واحدة.

تستفيد هذه البنية من طول التعليمات الثابت ، مما يسهل خط الأنابيب.

يتم دعم المزيد من السجلات من خلاله ويقضي معالج RISC وقتًا أقل في الالتزام بالقيم في الذاكرة والتحميل أيضًا. هذا بسبب عدم وجود تعليمات معقدة.

باستخدام معالجات RISC ، يلزم وجود مكونات أصغر لتقليل تكلفة الرقائق وعدد الرقائق المطلوبة.

إنه يستخدم منطق فك التشفير البسيط مما يجعل من الممكن العمل مع عدد أقل من الترانزستورات، مما يترك مساحة لسجلات أكثر عمومية. يتم استخدامه في أجهزة مثل Nintendo DS وApple iPod والهواتف الذكية وما إلى ذلك.

ما هو CISC؟

يشير CISC إلى كمبيوتر مجموعة التعليمات المعقدة. إنه معالج دقيق يستخدم التعليمات المعقدة لإكمال المهام المختلفة باستخدام أقل عدد من الرموز.

في هذا ، تستغرق كل مجموعة تعليمات أكثر من دورة واحدة لإكمالها مع كون كل تعليمات ذات أطوال وطبيعة مختلفة.

يعتمد نهجها على إكمال العملية بأكملها من خلال عدم استخدام أكثر من بضعة أجزاء من كود لغة التجميع. تم استخدامه لأول مرة في عام 1970.

بدلاً من استخدام أكواد متعددة ، فإنه ينفذ التعليمات باستخدام بنية مجموعة التعليمات المعقدة. وهو يدعم المستوى الأعلى - اللغات التي تدعم مجموعة من الأوضاع.

يؤكد على أجهزة النظام ويدعم مطوره.

إنه يقلل من عمل المترجم ، على عكس المعالجات الدقيقة الأخرى عن طريق إنشاء تعليمات يشتمل فيها واحد واحد على جميع المهام التي يجب القيام بها. تتضمن بعض ميزات معالج CISC ما يلي:

• فك التشفير: نظرًا لأن التعليمات المقدمة معقدة ، فإنها تتطلب فك تشفير معقدًا.
• سجلات الأغراض العامة: هناك حاجة إلى عدد أقل من سجلات الأغراض العامة حيث يتم تنفيذ العمليات وتخزينها في الذاكرة مما يقلل الحاجة إلى هذه السجلات.
•  دورة الساعة: يمكن استخدام أكثر من دورة ساعة واحدة حيث يختلف حجم التعليمات.

العيب الرئيسي في حالة معالجات CISC هو عدم وجود تعليمات في خطوط الأنابيب.

الاختلافات الرئيسية بين RISC و CISC

1. تعالج معالجات RISC تعليمة واحدة في الإطار الزمني لدورة ساعة واحدة. من ناحية أخرى ، يتطلب CISC أكثر من دورة ساعة واحدة لتنفيذ نفس الشيء. متوسط ​​دورات الساعة لكل تعليمات من RISC هو 1.5 ودورة CISC هي 2 و 15.
2. تحتاج معالجات RISC إلى المزيد من ذاكرة الوصول العشوائي مقارنة بـ CISC لأنها تنفذ تعليمة ، وتعمل عليها ، ثم تنتقل إلى المرحلة التالية.
3. تستخدم معالجات RISC تعليمات مبسطة للقيام بالعمل بطريقة مقسمة. من ناحية أخرى ، CISC يفعل الشيء نفسه في خطوة واحدة من خلال تعليمات معقدة.
4. يستخدم RISC طاقة أقل وحجم رمز أصغر مقارنة بـ CISC الذي يستخدم طاقة أكبر وحجم رمز أكبر.
5. يركز RISC على البرامج لاستخدام الأداء بينما يركز CISC على الأجهزة.

مراجع حسابات

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/464688/
2. https://www.computer.org/csdl/proceedings-article/ssst/1990/00138185/12OmNzlUKsE