RISC vs CISC: Diferença e Comparação

O termo processador refere-se a um circuito eletrônico integrado que é responsável por realizar vários cálculos em um computador.

As instruções de entrada/saída, aritméticas, lógicas e várias outras são executadas pelo processador sob comando do sistema operacional.

Muitos dispositivos eletrônicos, como tablets, PCs, etc, utilizam processadores. Processadores comuns incluem uma unidade de processamento central, microprocessadores, etc.

Principais lições

1. Os processadores RISC executam instruções mais simples, permitindo tempos de processamento mais rápidos do que os processadores CISC.
2. Os processadores CISC possuem instruções mais complexas, permitindo que executem várias operações em uma única instrução.
3. A arquitetura RISC é mais eficiente em termos de energia, tornando-a adequada para dispositivos de baixo consumo de energia, enquanto a arquitetura CISC se destaca em computação de alto desempenho.

RISC x CISC

Os processadores RISC (Reduced Instruction Set Computing) possuem um conjunto de instruções mais simples e simplificado, com foco na execução de instruções de forma rápida e eficiente. Os processadores CISC (Complex Instruction Set Computing) têm a capacidade de executar várias operações em uma única instrução.

RISC é um simples microprocessador oferecendo conjuntos de instruções que são altamente personalizáveis.

O principal objetivo da construção desse processador é reduzir o tempo de execução de cada instrução por meio de um limite no número máximo de instruções.

Cada um dos ciclos compreende apenas três parâmetros: decodificar, buscar e executar. Instruções complexas também podem ser executadas por este processador usando-as com outras mais simples.

O processador CISC é um processador mais complexo quando comparado ao RISC. Isso ocorre porque várias operações são combinadas em uma única instrução, reduzindo assim o código do programa.

O principal objetivo de usar esse processador em um computador é reduzir os custos finais, pois um número menor de instruções significa menos espaço para memória e menores custos de memória.

Tabela de comparação

Parâmetros de comparação	RISC	CISC
Formulário completo	Computador de conjunto de instruções reduzido	Computador de conjunto de instruções complexas
Instruções	Formato de instrução menor e fixo	Mais e formato de instrução variável
Modos	Menos	Mais
Registra	Múltiplo	Individual
Exemplos	Alpha, arquitetura de energia, ARM, PA-RISC, etc.	VAX, CPUs Intel x86, PDP-11, System/360
Consumo de energia	Baixo	Alta
Média de ciclos de clock por instrução (CPI)	1.5	2 e 15
Otimização de desempenho	Concentra-se em software para otimização de desempenho	Concentra-se em hardware para otimização de desempenho
Tamanho do código	Pequeno	Grande

O que é RISCO?

RISC significa computador com conjunto de instruções reduzido. é um microprocessador arquitetura que é considerado o melhor para uso em uma CPU. É usado como um substituto para a arquitetura CISC.

Uma CPU envolvendo esta tecnologia faz uso de instruções simplificadas para melhorar a velocidade de execução. Como resultado, o desempenho também é melhorado.

Além de melhorar a velocidade de execução das instruções, o paralelismo interno também é aumentado, permitindo que vários threads sejam executados simultaneamente.

Além disso, otimiza a energia ao fornecer alto desempenho por watt. Apenas uma ação é executada em cada instrução que, por sua vez, é executada no período de tempo de um ciclo.

Essa arquitetura faz uso de um comprimento de instrução fixo, facilitando o pipeline.

Mais registradores são suportados por ele e menos tempo é gasto por um processador RISC na confirmação de valores para a memória e também no carregamento. Isso ocorre devido à ausência de instruções complexas.

Com o uso de processadores RISC, componentes menores são necessários, reduzindo o custo dos chips e o número de chips necessários.

Ele faz uso de lógica de decodificação simples, permitindo trabalhar com menos transistores, deixando espaço para registros mais gerais. São usados ​​dispositivos como Nintendo DS, Apple iPod, smartphones, etc.

O que é CISC?

CISC refere-se a Complex Instruction Set Computer. É um microprocessador que faz uso de instruções complexas para realizar várias tarefas usando o número mínimo de códigos.

Neste, cada conjunto de instruções leva mais de um ciclo para ser concluído, com cada instrução sendo de diferentes comprimentos e naturezas.

Sua abordagem é baseada em completar toda a operação usando não mais do que algumas partes do código da linguagem assembly. Foi usado pela primeira vez em 1970.

Em vez de usar vários códigos, ele executa instruções usando uma arquitetura complexa de conjuntos de instruções. Ele oferece suporte a idiomas de nível superior que suportam uma variedade de modos.

Ele enfatiza o hardware do sistema e oferece suporte ao desenvolvedor.

Reduz o trabalho do compilador, ao contrário de outros microprocessadores, ao gerar instruções nas quais uma única compreende todas as tarefas que precisam ser executadas. Alguns dos recursos de um processador CISC incluem:

• Decodificação: Como as instruções dadas são complexas, elas requerem decodificação complexa.
• Registradores de propósito geral: menor número de registradores de propósito geral é necessário à medida que as operações são executadas e armazenadas na memória, reduzindo a necessidade desses registradores.
•  Ciclo de clock: mais de um ciclo de clock pode ser usado, pois o tamanho das instruções é variado.

Uma grande desvantagem no caso dos processadores CISC é a falta de pipelining de instrução.

Principais diferenças entre RISC e CISC

1. Os processadores RISC processam uma instrução no intervalo de tempo de um ciclo de clock. Por outro lado, o CISC requer mais de um ciclo de clock para executar o mesmo. A média de ciclos de clock por instrução do RISC é de 1.5 e a do CISC é de 2 e 15.
2. Os processadores RISC precisam de mais RAM em comparação com o CISC porque ele executa uma instrução, age sobre ela e depois passa para a próxima.
3. Os processadores RISC fazem uso de instruções simplificadas para fazer o trabalho de maneira dividida. Por outro lado, o CISC faz o mesmo em uma instrução complexa.
4. O RISC usa menos energia e tamanho de código menor em comparação com o CISC, que usa mais energia e tamanho de código maior.
5. O RISC se concentra no software para utilização de desempenho, enquanto o CISC se concentra no hardware.

Referências

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

Última atualização: 30 de junho de 2023