RISC vs CISC: Sự khác biệt và so sánh

Thuật ngữ bộ xử lý đề cập đến một mạch điện tử tích hợp chịu trách nhiệm thực hiện các phép tính khác nhau trên máy tính.

Các hướng dẫn đầu vào/đầu ra, số học, logic và nhiều hướng dẫn khác được bộ xử lý thực hiện theo lệnh của hệ điều hành.

Nhiều thiết bị điện tử như máy tính bảng, PC, v.v. sử dụng bộ xử lý. Bộ xử lý phổ biến bao gồm bộ xử lý trung tâm, bộ vi xử lý, v.v.

Các nội dung chính

1. Bộ xử lý RISC thực hiện các lệnh đơn giản hơn, cho phép thời gian xử lý nhanh hơn bộ xử lý CISC.
2. Bộ xử lý CISC có các lệnh phức tạp hơn, cho phép chúng thực hiện nhiều thao tác trong một lệnh.
3. Kiến trúc RISC tiết kiệm năng lượng hơn nên phù hợp với các thiết bị tiêu thụ điện năng thấp, trong khi kiến ​​trúc CISC vượt trội trong điện toán hiệu suất cao.

RISC so với CISC

Bộ xử lý RISC (Điện toán tập lệnh giảm) có tập lệnh đơn giản và hợp lý hơn, tập trung vào việc thực hiện các lệnh nhanh chóng và hiệu quả. Bộ xử lý CISC (Tính toán tập lệnh phức tạp) có khả năng thực hiện nhiều thao tác trong một Lệnh duy nhất.

RISC là một bộ vi xử lý đơn giản cung cấp các bộ hướng dẫn có khả năng tùy biến cao.

Mục đích chính của việc xây dựng bộ xử lý này là giảm thời gian thực hiện mỗi lệnh thông qua giới hạn về số lượng lệnh tối đa.

Mỗi chu kỳ chỉ bao gồm ba tham số: giải mã, tìm nạp và thực thi. Bộ xử lý này cũng có thể thực hiện các lệnh phức tạp bằng cách sử dụng chúng với các lệnh đơn giản hơn.

Bộ xử lý CISC là bộ xử lý phức tạp hơn khi so sánh với RISC. Điều này là do một số hoạt động được kết hợp thành một lệnh duy nhất, do đó làm giảm mã chương trình.

Mục đích chính của việc sử dụng bộ xử lý này trong máy tính là để giảm chi phí cuối cùng vì số lượng lệnh ít hơn có nghĩa là ít không gian hơn cho bộ nhớ và chi phí bộ nhớ ít hơn.

Bảng so sánh

Các thông số so sánh	RISC	CISC
Hình thức đầy đủ	Máy tính Bộ hướng dẫn giảm	Máy tính tập lệnh phức tạp
Hướng Dẫn	Định dạng hướng dẫn ít hơn và cố định	Định dạng hướng dẫn khác và thay đổi
Chế độ	Ít hơn	Xem thêm
Đăng ký	nhiều	Độc thân
Các ví dụ	Alpha, Power Architecture, ARM, PA-RISC, v.v.	VAX, CPU Intel x86, PDP-11, Hệ thống/360
Công suất tiêu thụ	Thấp	Cao
Chu kỳ đồng hồ trung bình trên mỗi lệnh (CPI)	1.5	2 và 15
Tối ưu hóa hiệu suất	Tập trung vào phần mềm để tối ưu hóa hiệu suất	Tập trung vào phần cứng để tối ưu hóa hiệu suất
Kích thước mã	Nhỏ	Chó cái

RISC là gì?

RISC là viết tắt của Máy tính tập lệnh giảm. Đó là kiến ​​trúc bộ vi xử lý được coi là kiến ​​trúc tốt nhất để sử dụng trong CPU. Nó được sử dụng để thay thế cho kiến ​​trúc CISC.

CPU liên quan đến công nghệ này sử dụng các lệnh đơn giản hóa để cải thiện tốc độ thực thi. Nhờ đó, hiệu suất cũng được cải thiện.

Ngoài việc cải thiện tốc độ thực thi các lệnh, tính song song bên trong cũng được tăng lên bằng cách cho phép một số luồng thực thi đồng thời.

Hơn nữa, nó tối ưu hóa năng lượng bằng cách cung cấp hiệu suất cao trên mỗi watt. Chỉ có một hành động được thực hiện trong mỗi lệnh, lần lượt được thực hiện trong khung thời gian của một chu kỳ.

Kiến trúc này sử dụng độ dài lệnh cố định, làm cho việc tạo đường ống trở nên dễ dàng hơn.

Nó hỗ trợ nhiều thanh ghi hơn và bộ xử lý RISC dành ít thời gian hơn cho việc chuyển các giá trị vào bộ nhớ và tải. Điều này là do không có hướng dẫn phức tạp.

Với việc sử dụng bộ xử lý RISC, các thành phần nhỏ hơn được yêu cầu để giảm chi phí chip và số lượng chip cần thiết.

Nó sử dụng logic giải mã đơn giản giúp có thể hoạt động với ít bóng bán dẫn hơn, để lại không gian cho các thanh ghi đa năng hơn. Nó được sử dụng cho các thiết bị như Nintendo DS, Apple iPod, điện thoại thông minh, v.v.

CISC là gì?

CISC đề cập đến Máy tính tập lệnh phức tạp. Nó là một bộ vi xử lý sử dụng các lệnh phức tạp để hoàn thành các tác vụ khác nhau bằng cách sử dụng số lượng mã tối thiểu.

Trong trường hợp này, mỗi tập lệnh mất nhiều hơn một chu kỳ để hoàn thành với mỗi lệnh có độ dài và tính chất khác nhau.

Cách tiếp cận của nó dựa trên việc hoàn thành toàn bộ hoạt động bằng cách không sử dụng nhiều hơn một vài phần của mã hợp ngữ. Nó được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1970.

Thay vì sử dụng nhiều mã, nó thực thi các lệnh sử dụng kiến ​​trúc tập lệnh phức tạp. Nó hỗ trợ các ngôn ngữ cấp độ cao hơn hỗ trợ một loạt các chế độ.

Nó nhấn mạnh phần cứng của hệ thống và hỗ trợ nhà phát triển của nó.

Nó làm giảm công việc của trình biên dịch, không giống như các bộ vi xử lý khác bằng cách tạo ra các hướng dẫn trong đó một hướng dẫn bao gồm tất cả các tác vụ cần được thực hiện. Một số tính năng của Bộ xử lý CISC bao gồm:

• Giải mã: Vì các hướng dẫn được đưa ra rất phức tạp nên chúng yêu cầu giải mã phức tạp.
• Thanh ghi mục đích chung: Cần ít thanh ghi mục đích chung hơn khi các hoạt động được thực hiện và lưu trữ trong bộ nhớ làm giảm nhu cầu về các thanh ghi này.
•  Chu kỳ đồng hồ: Có thể sử dụng nhiều hơn một chu kỳ đồng hồ vì kích thước của hướng dẫn rất đa dạng.

Một nhược điểm lớn trong trường hợp bộ xử lý CISC là thiếu hướng dẫn đường ống.

Sự khác biệt chính giữa RISC và CISC

1. Bộ xử lý RISC xử lý một lệnh trong khung thời gian của một chu kỳ đồng hồ. Mặt khác, CISC yêu cầu nhiều hơn một chu kỳ đồng hồ để thực thi giống nhau. Chu kỳ xung nhịp trung bình trên mỗi lệnh của RISC là 1.5 và của CISC là 2 và 15.
2. Bộ xử lý RISC cần nhiều RAM hơn so với CISC vì nó thực thi một lệnh, hành động trên lệnh đó rồi chuyển sang lệnh tiếp theo.
3. Bộ xử lý RISC sử dụng hướng dẫn đơn giản hóa để thực hiện công việc theo cách phân chia. Mặt khác, CISC thực hiện tương tự trong một lần thực hiện một lệnh phức tạp.
4. RISC sử dụng ít năng lượng hơn và kích thước mã nhỏ hơn so với CISC sử dụng nhiều năng lượng hơn và kích thước mã lớn hơn.
5. RISC tập trung vào phần mềm để sử dụng hiệu suất trong khi CISC tập trung vào phần cứng.

dự án

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