RISC vs CISC: differenza e confronto

Il termine processore si riferisce a un circuito elettronico integrato che è responsabile dell'esecuzione di vari calcoli su un computer.

Le istruzioni di input/output, aritmetiche, logiche e varie altre vengono eseguite dal processore su comando del sistema operativo.

Molti dispositivi elettronici come tablet, PC, ecc. utilizzano processori. I processori comuni includono un'unità di elaborazione centrale, microprocessori, ecc.

Punti chiave

1. I processori RISC eseguono istruzioni più semplici, consentendo tempi di elaborazione più rapidi rispetto ai processori CISC.
2. I processori CISC hanno istruzioni più complesse, consentendo loro di eseguire più operazioni in una singola istruzione.
3. L'architettura RISC è più efficiente dal punto di vista energetico, rendendola adatta a dispositivi a bassa potenza, mentre l'architettura CISC eccelle nel calcolo ad alte prestazioni.

RISC contro CISC

I processori RISC (Reduced Instruction Set Computing) dispongono di un set di istruzioni più semplice e ottimizzato, con particolare attenzione all'esecuzione rapida ed efficiente delle istruzioni. I processori CISC (Complex Instruction Set Computing) hanno la capacità di eseguire più operazioni in una singola istruzione.

RISC è un semplice microprocessore offrendo set di istruzioni altamente personalizzabili.

Lo scopo principale della costruzione di questo processore è ridurre il tempo impiegato per l'esecuzione di ciascuna istruzione attraverso un limite al numero massimo di istruzioni.

Ciascuno dei cicli comprende solo tre parametri: decodifica, recupero ed esecuzione. Istruzioni complesse possono anche essere eseguite da questo processore utilizzandole con quelle più semplici.

Il processore CISC è un processore più complesso rispetto a RISC. Questo perché diverse operazioni sono combinate in una singola istruzione, riducendo così il codice del programma.

Lo scopo principale dell'utilizzo di questo processore in un computer è ridurre i costi finali poiché un minor numero di istruzioni significa meno spazio per la memoria e minori costi di memoria.

Tavola di comparazione

Parametri di confronto	RISCHIO	CISC
Modulo completo	Computer con set di istruzioni ridotto	Computer con set di istruzioni complesse
Istruzioni	Formato delle istruzioni ridotto e fisso	Altro e formato di istruzione variabile
Modalità	Di meno	Più
registri	multiplo	Singolo
Esempi	Alpha, Power Architecture, ARM, PA-RISC, ecc	VAX, CPU Intel x86, PDP-11, System/360
Consumo di energia	Basso	Alta
Cicli di clock medi per istruzione (CPI)	1.5	2 e 15
Ottimizzazione delle prestazioni	Si concentra sul software per l'ottimizzazione delle prestazioni	Si concentra sull'hardware per l'ottimizzazione delle prestazioni
Dimensione codice	Piccolo	Grande

Cos'è il RISC?

RISC è l'acronimo di Computer a set di istruzioni ridotto. È un microprocessore architettura questo è considerato il migliore per l'uso in una CPU. Viene utilizzato in sostituzione dell'architettura CISC.

Una CPU che utilizza questa tecnologia utilizza istruzioni semplificate per migliorare la velocità di esecuzione. Di conseguenza, anche le prestazioni sono migliorate.

Oltre a migliorare la velocità di esecuzione delle istruzioni, viene aumentato anche il parallelismo interno consentendo l'esecuzione simultanea di più thread.

Inoltre, ottimizza l'energia fornendo elevate prestazioni per watt. Viene eseguita solo un'azione in ogni istruzione che a sua volta viene eseguita nell'intervallo di tempo di un ciclo.

Questa architettura utilizza una lunghezza di istruzione fissa, semplificando la pipeline.

Più registri sono supportati da esso e meno tempo viene impiegato da un processore RISC per il commit dei valori in memoria e anche per il caricamento. Ciò è dovuto all'assenza di istruzioni complesse.

Con l'uso dei processori RISC, sono necessari componenti più piccoli che riducono il costo dei chip e il numero di chip richiesti.

Utilizza una semplice logica di decodifica che consente di lavorare con meno transistor, lasciando spazio a registri più generici. Viene utilizzato dispositivi come Nintendo DS, Apple iPod, smartphone, ecc.

Cos'è CISC?

CISC si riferisce al computer con set di istruzioni complesse. È un microprocessore che fa uso di istruzioni complesse per completare varie attività utilizzando il numero minimo di codici.

In questo, ogni set di istruzioni richiede più di un ciclo per essere completato con ciascuna istruzione di diversa lunghezza e natura.

Il suo approccio si basa sul completamento dell'intera operazione utilizzando solo poche parti del codice in linguaggio assembly. È stato utilizzato per la prima volta nel 1970.

Invece di utilizzare più codici, esegue le istruzioni utilizzando un'architettura complessa del set di istruzioni. Supporta lingue di livello superiore che supportano una serie di modalità.

Sottolinea l'hardware del sistema e supporta il suo sviluppatore.

Riduce il lavoro del compilatore, a differenza di altri microprocessori, generando istruzioni in cui una sola comprende tutti i compiti che devono essere eseguiti. Alcune delle caratteristiche di un processore CISC includono:

• Decodifica: poiché le istruzioni fornite sono complesse, richiedono una decodifica complessa.
• Registri per uso generico: è necessario un numero inferiore di registri per uso generico poiché le operazioni vengono eseguite e archiviate in memoria riducendo la necessità di questi registri.
•  Ciclo di clock: è possibile utilizzare più di un ciclo di clock poiché la dimensione delle istruzioni varia.

Uno dei principali svantaggi nel caso dei processori CISC è la mancanza di pipeline di istruzioni.

Principali differenze tra RISC e CISC

1. I processori RISC elaborano un'istruzione nell'intervallo di tempo di un ciclo di clock. D'altra parte, CISC richiede più di un ciclo di clock per eseguire lo stesso. I cicli di clock medi per istruzione di RISC sono 1.5 e quelli di CISC sono 2 e 15.
2. I processori RISC necessitano di più RAM rispetto a CISC perché esegue un'istruzione, agisce su di essa e quindi passa a quella successiva.
3. I processori RISC utilizzano istruzioni semplificate per eseguire il lavoro in modo suddiviso. D'altra parte, CISC fa lo stesso in un passaggio attraverso un'istruzione complessa.
4. RISC utilizza una potenza inferiore e una dimensione del codice inferiore rispetto a CISC che utilizza più potenza e una dimensione del codice maggiore.
5. RISC si concentra sul software per l'utilizzo delle prestazioni mentre CISC si concentra sull'hardware.

Riferimenti

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

Ultimo aggiornamento: 30 giugno 2023