RISC vs. CISC: Unterschied und Vergleich

Der Begriff Prozessor bezieht sich auf eine integrierte elektronische Schaltung, die für die Durchführung verschiedener Berechnungen auf einem Computer verantwortlich ist.

Eingabe/Ausgabe, arithmetische, logische und verschiedene andere Anweisungen werden vom Prozessor auf Befehl des Betriebssystems ausgeführt.

Viele elektronische Geräte wie Tablets, PCs usw. verwenden Prozessoren. Übliche Prozessoren umfassen eine zentrale Verarbeitungseinheit, Mikroprozessoren usw.

Key Take Away

1. RISC-Prozessoren führen einfachere Anweisungen aus und ermöglichen schnellere Verarbeitungszeiten als CISC-Prozessoren.
2. CISC-Prozessoren verfügen über komplexere Anweisungen, die es ihnen ermöglichen, mehrere Operationen in einer einzigen Anweisung auszuführen.
3. Die RISC-Architektur ist energieeffizienter und eignet sich daher für Geräte mit geringem Stromverbrauch, während die CISC-Architektur sich durch Hochleistungs-Computing auszeichnet.

RISC gegen CISC

RISC-Prozessoren (Reduced Instruction Set Computing) verfügen über einen einfacheren und optimierteren Befehlssatz, wobei der Schwerpunkt auf der schnellen und effizienten Ausführung von Befehlen liegt. CISC-Prozessoren (Complex Instruction Set Computing) haben die Fähigkeit, mehrere Operationen in einem einzigen Befehl auszuführen.

RISC ist einfach Mikroprozessor bietet hochgradig anpassbare Befehlssätze.

Der Hauptzweck des Aufbaus dieses Prozessors besteht darin, die Zeit zu reduzieren, die zum Ausführen jeder Anweisung benötigt wird, indem die maximale Anzahl von Anweisungen begrenzt wird.

Jeder der Zyklen umfasst nur drei Parameter: Dekodieren, Holen und Ausführen. Komplexe Anweisungen können auch von diesem Prozessor ausgeführt werden, indem sie mit einfacheren verwendet werden.

Der CISC-Prozessor ist im Vergleich zu RISC ein komplexerer Prozessor. Dies liegt daran, dass mehrere Operationen zu einer einzigen Anweisung kombiniert werden, wodurch der Programmcode reduziert wird.

Der Hauptzweck der Verwendung dieses Prozessors in einem Computer besteht darin, die Endkosten zu senken, da eine geringere Anzahl von Befehlen weniger Speicherplatz und geringere Speicherkosten bedeutet.

Vergleichstabelle

Vergleichsparameter	RISC	CISC
Vollständige Form	Reduzierter Befehlssatz Computer	Computer mit komplexem Befehlssatz
Anweisungen	Weniger und festes Anweisungsformat	Mehr und variables Befehlsformat
Modi	Weniger	Mehr
Register	Mehrere	Single
Beispiele	Alpha, Power Architecture, ARM, PA-RISC usw	VAX, Intel x86-CPUs, PDP-11, System/360
Energieverbrauch	Sneaker	High
Durchschnittliche Taktzyklen pro Befehl (CPI)	1.5	2 und 15
Leistungsoptimierung	Fokussiert auf Software zur Leistungsoptimierung	Konzentriert sich auf Hardware zur Leistungsoptimierung
Codegröße	Klein	Groß

Was ist RISC?

RISC steht für Reduced Instruction Set Computer. Es ist ein Mikroprozessor Architektur das gilt als das beste für den Einsatz in einer CPU. Es wird als Ersatz für die CISC-Architektur verwendet.

Eine CPU mit dieser Technologie verwendet vereinfachte Anweisungen, um die Ausführungsgeschwindigkeit zu verbessern. Als Ergebnis wird auch die Leistung verbessert.

Abgesehen von der Verbesserung der Ausführungsgeschwindigkeit von Anweisungen wird auch die interne Parallelität erhöht, indem mehrere Threads gleichzeitig ausgeführt werden können.

Darüber hinaus optimiert es die Energie, indem es eine hohe Leistung pro Watt bietet. In jeder Anweisung wird nur eine Aktion ausgeführt, die wiederum im Zeitrahmen eines Zyklus ausgeführt wird.

Diese Architektur verwendet eine feste Befehlslänge, was die Pipeline erleichtert.

Es werden mehr Register unterstützt, und ein RISC-Prozessor verbringt weniger Zeit damit, Werte in den Speicher zu übertragen und auch zu laden. Dies liegt an dem Fehlen komplexer Anweisungen.

Bei der Verwendung von RISC-Prozessoren sind kleinere Komponenten erforderlich, was die Chipkosten und die Anzahl der erforderlichen Chips senkt.

Es nutzt eine einfache Dekodierungslogik, die es ermöglicht, mit weniger Transistoren zu arbeiten und Platz für allgemeinere Register zu lassen. Es handelt sich um gebrauchte Geräte wie z Nintendo DS, Apple iPod, Smartphones usw.

Was ist CISC?

CISC bezieht sich auf Computer mit komplexem Befehlssatz. Es ist ein Mikroprozessor, der komplexe Anweisungen verwendet, um verschiedene Aufgaben mit der minimalen Anzahl von Codes zu erledigen.

Dabei benötigt jeder Befehlssatz mehr als einen Zyklus, um abgeschlossen zu werden, wobei jeder Befehl von unterschiedlicher Länge und Natur ist.

Sein Ansatz basiert darauf, die gesamte Operation abzuschließen, indem nicht mehr als ein paar Teile des Assemblersprachencodes verwendet werden. Es wurde erstmals 1970 verwendet.

Anstatt mehrere Codes zu verwenden, führt es Anweisungen unter Verwendung einer komplexen Befehlssatzarchitektur aus. Es unterstützt höhere Sprachen, die eine Reihe von Modi unterstützen.

Es betont die Hardware des Systems und unterstützt seinen Entwickler.

Es reduziert die Arbeit des Compilers im Gegensatz zu anderen Mikroprozessoren, indem es Anweisungen generiert, in denen eine einzige alle Aufgaben umfasst, die ausgeführt werden müssen. Zu den Merkmalen eines CISC-Prozessors gehören:

• Dekodierung: Da die gegebenen Anweisungen komplex sind, erfordern sie eine komplexe Dekodierung.
• Mehrzweckregister: Es wird eine geringere Anzahl von Mehrzweckregistern benötigt, da Operationen durchgeführt und im Speicher gespeichert werden, wodurch der Bedarf an diesen Registern reduziert wird.
•  Taktzyklus: Es kann mehr als ein Taktzyklus verwendet werden, da die Größe der Anweisungen variiert.

Ein Hauptnachteil im Fall von CISC-Prozessoren ist das Fehlen einer Pipeline-Verarbeitung von Befehlen.

Hauptunterschiede zwischen RISC und CISC

1. RISC-Prozessoren verarbeiten einen Befehl im Zeitrahmen eines Taktzyklus. Andererseits benötigt CISC mehr als einen Taktzyklus, um dasselbe auszuführen. Die durchschnittlichen Taktzyklen pro Befehl von RISC sind 1.5 und die von CISC sind 2 und 15.
2. RISC-Prozessoren benötigen im Vergleich zu CISC mehr RAM, da sie eine Anweisung ausführen, darauf reagieren und dann zur nächsten übergehen.
3. RISC-Prozessoren verwenden vereinfachte Anweisungen, um die Arbeit auf geteilte Weise zu erledigen. Andererseits erledigt CISC dasselbe in einem Durchgang durch eine komplexe Anweisung.
4. RISC verwendet im Vergleich zu CISC, das mehr Leistung und eine größere Codegröße verwendet, weniger Energie und eine kleinere Codegröße.
5. RISC konzentriert sich auf Software zur Leistungsnutzung, während CISC sich auf Hardware konzentriert.

Bibliographie

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

Letzte Aktualisierung: 30. Juni 2023