Es gibt zwei gängige Architekturtypen, die auf dem Befehlssatz basieren. Sie sind CISC (Complex Instruction Set Computing) und RISC (Reduced Instruction Set Computing). Lassen Sie uns die zugrunde liegenden Unterschiede, Vorteile, Nachteile und Ähnlichkeiten zwischen diesen beiden Architekturen diskutieren.
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RISC (Reduced Instruction Set Computer) ist ein Computer, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) verwendet, die das Prozessorentwurfsprinzip vereinfachter Befehle implementiert. Das RISC-Architekturdesign rationalisiert und beschleunigt die Datenverarbeitung erheblich, indem es die Anzahl der permanent im Mikroprozessor gespeicherten Befehle minimiert und sich mehr auf nicht-residente Befehle, dh Code oder Softwareprogramme, verlässt. RISC ist wohl die schnellste und effizienteste Mikroprozessortechnologie, die heute verfügbar ist.
RISC-Chips oder Mikroprozessoren machen sich die Tatsache zunutze, dass die meisten Anweisungen für Computerprozesse relativ einfach sind und Computer so ausgelegt sind, dass sie diese einfachen Anweisungen schnell verarbeiten. Die RISC-Architektur ist eine Verbesserung gegenüber der CISC-Architektur (Complex Instruction Set Computing), die in den ursprünglichen Intel Pentium-Chips verwendet wird. Obwohl Intel langsam die RISC-Technologie in seine Chips integriert hat, sind sie immer noch größtenteils CISC-basiert.
Unter Experten gibt es immer noch viele Kontroversen über den ultimativen Wert von RISC-Architekturen. Die Skeptiker argumentieren, dass RISC-Architekturen durch die Vereinfachung der Hardware die Software stärker belasten. Sie kommen daher zu dem Schluss, dass sich die Mühe nicht lohnt, da konventionelle Mikroprozessoren immer billiger und schneller werden. Die Befürworter hingegen argumentieren, dass RISC-Maschinen sowohl billiger als auch schneller seien und daher die Maschinen der Zukunft seien.
CISC ist eine Art von Mikroprozessor-Design. Die CISC-Architektur enthält einen großen Satz von Computeranweisungen, die von sehr einfach bis sehr komplex und spezialisiert reichen. Obwohl das Design darauf abzielte, komplexe Anweisungen auf die effizienteste Weise zu berechnen, stellte sich später heraus, dass viele kleine, kurze Anweisungen komplexe Anweisungen effizienter berechnen konnten.
Der PowerPC-Mikroprozessor, der in IBMs RISC-System/6000-Workstation- und Macintosh-Computern verwendet wird, ist ein RISC-Mikroprozessor. Intels Pentium-Mikroprozessoren sind CISC-Mikroprozessoren. RISC nimmt jeden der längeren, komplexeren Befehle aus einem CISC-Design und reduziert ihn auf mehrere Befehle, die kürzer und schneller zu verarbeiten sind.
VERGLEICHSGRUNDLAGE | RISC | CISC |
Anzahl der Adressierungsmodi | RISC hat weniger Adressierungsmodi und die meisten Befehle im Befehlssatz haben einen Register-zu-Register-Adressierungsmodus. | CISC hat viele verschiedene Adressierungsmodi und kann daher verwendet werden, um Anweisungen einer höheren Programmiersprache effizienter darzustellen. |
Mikroprogrammiereinheit | Es ist eine fest verdrahtete Programmiereinheit. | Es hat eine Mikroprogrammiereinheit. |
Beispiele | System/360, PDP-11, VAX, AMD, Motorola 68000 und Desktop-PCs auf Intel x86-CPUs. | DEC Alpha, AMD 29000, ARC, Atmel AVR, Blackfin, Intel i860 und i960, MIPS, Motorola 88000, PA-RISC, Leistung (einschließlich PowerPC), SuperH, SPARC und ARM. |
Kodierung von Anweisungen | Es werden Kodierungen mit fester Länge der Anweisungen verwendet. Beispiel: In IA32 sind generell alle Befehle als 4 Byte kodiert. | Es werden Codierungen mit variabler Länge der Anweisungen verwendet. Beispiel: Die IA32-Befehlsgröße kann von 1 bis 15 Byte reichen. |
Arithmetische und logische Operationen | Arithmetische und logische Operationen verwenden nur Registeroperanden. | Arithmetische und logische Operationen können sowohl auf Speicher- als auch auf Registeroperanden angewendet werden. |
Das Anleitungsset | Der Befehlssatz ist reduziert, dh er hat nur wenige Befehle im Befehlssatz. Viele dieser Anweisungen sind sehr primitiv. | Der Befehlssatz enthält eine Vielzahl von verschiedenen Befehlen, die für komplexe Operationen verwendet werden können. |
Anwendung | Es wird in High-End-Anwendungen wie Videoverarbeitung, Telekommunikation und Bildverarbeitung eingesetzt. | Es wird in Low-End-Anwendungen wie Sicherheitssystemen, Hausautomation usw. verwendet. |
Prozessor | Seine Prozessoren haben einfache Befehle, die ungefähr einen Taktzyklus benötigen. | Sein Prozessor verfügt über komplexe Befehle, die zur Ausführung mehrere Takte benötigen. |
Prozessorpipelining | Seine Prozessoren sind stark Pipelines. | Prozessoren werden normalerweise weniger oder gar nicht gepipelinet. |
Umsetzungsprogramme | Implementierungsprogramme werden Programmen auf Maschinenebene ausgesetzt. | Implementierungsprogramme sind vor Programmen auf Maschinenebene verborgen. |
Komplexe Adressierungsmodi | Komplexe Adressierungsmodi werden unter Verwendung von Software synthetisiert. | Es unterstützt bereits komplexe Adressierungsmodi. |
Komplexität | Die Komplexität liegt im Mikroprogramm. | Die Komplexität von RISC liegt im Compiler, der das Programm ausführt. |
Leistung | Die Leistung wird mit mehr Fokus auf Software optimiert. | Die Leistung wird mit mehr Fokus auf die Hardware optimiert. |
Externer Speicher | Es benötigt keinen externen Speicher für Berechnungen. | Es benötigt einen externen Speicher für Berechnungen. |
Decodierung von Anweisungen | Die Decodierung von Anweisungen ist einfach. | Die Decodierung von Anweisungen ist komplex. |
Codeerweiterung | Codeerweiterung kann ein Problem sein. | Codeerweiterung ist kein Problem. |
Ausführungszeit | Die Ausführungszeit ist sehr gering. | Die Ausführungszeit ist sehr hoch. |
Register | Es sind mehrere Registersätze vorhanden. | Es ist nur ein einzelner Registersatz vorhanden. |
Speichereinheit | Es hat keine Speichereinheit und verwendet eine separate Hardware, um Anweisungen zu implementieren. | Es verfügt über eine Speichereinheit, um komplexe Anweisungen zu implementieren. |
Programmgröße | RISC haben eine große Programmgröße. | CISC haben eine kleine Programmgröße. |
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