RISC vs CISC: razlika i usporedba

Pojam procesor odnosi se na integrirani elektronički sklop koji je odgovoran za izvođenje različitih izračuna na računalu.

Ulazno/izlazne, aritmetičke, logičke i razne druge instrukcije izvršava procesor na naredbu operacijskog sustava.

Mnogi elektronički uređaji poput tableta, osobnih računala itd. koriste procesore. Uobičajeni procesori uključuju središnju procesorsku jedinicu, mikroprocesore itd.

Ključni za poneti

1. RISC procesori izvršavaju jednostavnije instrukcije, omogućujući brže vrijeme obrade od CISC procesora.
2. CISC procesori imaju složenije instrukcije, što im omogućuje izvođenje više operacija u jednoj instrukciji.
3. RISC arhitektura je energetski učinkovitija, što je čini prikladnom za uređaje male snage, dok se CISC arhitektura ističe u računalstvu visokih performansi.

RISC protiv CISC

RISC (Reduced Instruction Set Computing) procesori imaju jednostavniji i moderniji skup instrukcija, s fokusom na brzo i učinkovito izvršavanje instrukcija. CISC (Complex Instruction Set Computing) procesori imaju mogućnost izvršavanja više operacija u jednoj instrukciji.

RISC je jednostavan mikroprocesor nudeći setove uputa koji su vrlo prilagodljivi.

Glavna svrha izgradnje ovog procesora je smanjiti vrijeme potrebno za izvršavanje svake instrukcije kroz ograničenje maksimalnog broja instrukcija.

Svaki od ciklusa sadrži samo tri parametra: dekodiranje, dohvaćanje i izvršavanje. Ovaj procesor također može izvoditi složene instrukcije koristeći ih s jednostavnijim.

CISC procesor je složeniji procesor u usporedbi s RISC-om. To je zato što se nekoliko operacija kombinira u jednu instrukciju, čime se smanjuje programski kod.

Glavna svrha korištenja ovog procesora u računalu je smanjenje krajnjih troškova jer manji broj instrukcija znači manje prostora za memoriju i manje troškove memorije.

Tabela za usporedbu

Parametri usporedbe	RIZIK	CISC
Cijela forma	Računalo sa smanjenim uputama	Računalo sa složenim skupom instrukcija
Instrukcije	Manji i fiksni format uputa	Više i promjenjivi format instrukcija
Modovi	Manje	more
registri	višekratnik	jedan
Primjeri	Alpha, Power Architecture, ARM, PA-RISC itd	VAX, Intel x86 procesori, PDP-11, System/360
Potrošnja energije	Nizak	visok
Prosječni ciklusi takta po instrukciji (CPI)	1.5	2 i 15
Optimizacija performansi	Fokusira se na softver za optimizaciju performansi	Fokusira se na hardver za optimizaciju performansi
Veličina koda	Mali	Veliki

Što je RISC?

RISC je kratica za Reduced Instruction Set Computer. To je mikroprocesor arhitektura koji se smatra najboljim za korištenje u CPU-u. Koristi se kao zamjena za CISC arhitekturu.

CPU koji uključuje ovu tehnologiju koristi pojednostavljene upute za poboljšanje brzine izvršenja. Kao rezultat toga, performanse su također poboljšane.

Osim poboljšanja brzine izvršavanja instrukcija, interni paralelizam je također povećan dopuštanjem nekoliko niti da se izvršavaju istovremeno.

Štoviše, optimizira energiju pružajući visoke performanse po vatu. Samo jedna radnja se izvršava u svakoj instrukciji koja se zauzvrat izvršava u vremenskom okviru jednog ciklusa.

Ova arhitektura koristi fiksnu duljinu instrukcija, što olakšava cjevovod.

Podržava više registara i manje vremena troši RISC procesor na predaju vrijednosti u memoriju i učitavanje. To je zbog nepostojanja složenih uputa.

Uz korištenje RISC procesora, potrebne su manje komponente čime se smanjuje cijena čipova i broj potrebnih čipova.

Koristi jednostavnu logiku dekodiranja što omogućuje rad s manje tranzistora, ostavljajući prostor za više registara opće namjene. Koriste se uređaji kao što su Nintendo DS, Apple iPod, pametni telefoni itd.

Što je CISC?

CISC se odnosi na računalo sa složenim skupom instrukcija. To je mikroprocesor koji koristi složene upute za dovršavanje različitih zadataka korištenjem minimalnog broja kodova.

U ovom slučaju, svakom skupu instrukcija potrebno je više od jednog ciklusa da se završi, a svaka je instrukcija različite duljine i prirode.

Njegov se pristup temelji na dovršavanju cijele operacije ne korištenjem više od nekoliko dijelova koda asemblerskog jezika. Prvi put je korišten 1970.

Umjesto korištenja višestrukih kodova, izvršava instrukcije koristeći složenu arhitekturu skupa instrukcija. Podržava jezike više razine koji podržavaju niz načina.

Naglašava hardver sustava i podržava njegovog programera.

Smanjuje rad prevoditelja, za razliku od drugih mikroprocesora, generiranjem instrukcija u kojima jedna sadrži sve zadatke koje treba izvršiti. Neke od značajki CISC procesora uključuju:

• Dekodiranje: Kako su dane upute složene, zahtijevaju složeno dekodiranje.
• Registri opće namjene: potreban je manji broj registara opće namjene jer se operacije izvode i pohranjuju u memoriju, čime se smanjuje potreba za tim registrima.
•  Ciklus sata: Može se koristiti više od jednog ciklusa sata jer je veličina instrukcija različita.

Veliki nedostatak u slučaju CISC procesora je nedostatak cjevovoda instrukcija.

Glavne razlike između RISC i CISC

1. RISC procesori obrađuju jednu instrukciju u vremenskom okviru jednog takta. S druge strane, CISC zahtijeva više od jednog takta da izvrši isti. Prosječni ciklusi takta po instrukciji RISC-a su 1.5, a CISC-a 2 i 15.
2. RISC procesori trebaju više RAM-a u usporedbi s CISC-om jer izvršavaju instrukciju, djeluju na njoj i zatim prelaze na sljedeću.
3. RISC procesori koriste pojednostavljene upute za obavljanje posla na podijeljeni način. S druge strane, CISC čini isto u jednom prolasku kroz složenu instrukciju.
4. RISC koristi manju snagu i manju veličinu koda u usporedbi s CISC-om koji koristi više snage i veću veličinu koda.
5. RISC se fokusira na softver za korištenje performansi dok se CISC fokusira na hardver.

Reference

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

Zadnje ažuriranje: 30. lipnja 2023