W tym poście omówiono podstawowe koncepcje architektur CISC i RISC, dwóch kluczowych projektów w architekturze komputerów. Tutaj omówimy, co oznacza każda z tych architektur, jakie są między nimi różnice i która architektura wykorzystuje więcej rejestrów.
Co oznacza CISC?
CISC, czyli komputer ze złożonym zestawem instrukcji, odnosi się do typu architektury mikroprocesora zaprojektowanej do wykonywania szerokiej gamy instrukcji. Podstawowe cechy architektur CISC obejmują:
- Instrukcje złożone: procesory CISC mogą wykonywać wiele operacji za pomocą jednej instrukcji, takich jak ładowanie danych z pamięci, wykonywanie operacji arytmetycznych i zapisywanie wyniku z powrotem do pamięci.
- Zmienna długość instrukcji: Instrukcje mogą mieć różną długość, co pozwala na tworzenie bardziej złożonych i potężnych poleceń.
- Mniej instrukcji: Bogaty zestaw instrukcji oznacza, że architektury CISC mogą osiągnąć więcej przy mniejszej liczbie instrukcji, co może pomóc w zmniejszeniu rozmiaru programu.
- Przykłady: popularne architektury CISC obejmują procesory x86 i Intel 8086.
Co oznacza RISC?
RISC, czyli komputer o zredukowanym zestawie instrukcji, to kolejna architektura skupiająca się na prostocie i wydajności. Charakterystyka architektur RISC obejmuje:
- Prostsze instrukcje: Architektury RISC wykorzystują mniejszy zestaw prostych instrukcji, które można wykonać w jednym cyklu zegara.
- Stała długość instrukcji: Instrukcje RISC mają zwykle jednakową długość, co upraszcza etapy pobierania i dekodowania instrukcji w procesorze.
- Więcej rejestrów: Architektury RISC zazwyczaj mają większą liczbę rejestrów dostępnych do przechowywania danych tymczasowych, co może zwiększyć wydajność poprzez zmniejszenie konieczności dostępu do wolniejszej pamięci głównej.
- Przykłady: Godne uwagi architektury RISC obejmują ARM, MIPS i SPARC.
Jaka jest różnica między architekturami RISC a architekturami CISC?
Kluczowe różnice między architekturami RISC i CISC można podsumować w następujący sposób:
- Zestaw instrukcji: Architektury CISC mają większy i bardziej złożony zestaw instrukcji, co pozwala im wykonywać więcej zadań przy użyciu mniejszej liczby instrukcji. Z drugiej strony architektury RISC charakteryzują się mniejszym, bardziej usprawnionym zestawem instrukcji skupionym na prostocie.
- Wydajność: Architektury RISC zaprojektowano z myślą o wydajności, przy wykonywaniu wielu instrukcji w jednym cyklu zegara. Często prowadzi to do poprawy wydajności w nowoczesnych zastosowaniach. Architektury CISC mogą wymagać wielu cykli w przypadku bardziej złożonych instrukcji.
- Gęstość kodu: CISC może osiągnąć lepszą gęstość kodu, ponieważ może osiągnąć więcej przy mniejszej liczbie instrukcji. RISC może skutkować większym rozmiarem kodu ze względu na swoją prostotę.
- Rejestry: Architektury RISC zazwyczaj zawierają większą liczbę rejestrów, co ułatwia szybszy dostęp do danych i manipulację nimi w porównaniu do architektur CISC, które mogą w większym stopniu opierać się na dostępie do pamięci.
Która architektura wykorzystuje więcej rejestrów CISC lub RISC?
Architektury RISC zazwyczaj wykorzystują więcej rejestrów w porównaniu do architektur CISC. Uzasadnieniem takiego wyboru projektu jest to, że posiadanie większego zestawu rejestrów zmniejsza częstotliwość dostępu do pamięci, która jest zwykle wolniejsza niż dostęp do danych z rejestrów.
Procesory RISC zazwyczaj udostępniają większy plik rejestrów (często od 32 do 64 rejestrów), umożliwiając wydajne wykonywanie programów poprzez przechowywanie większej liczby zmiennych i danych tymczasowych w rejestrach szybkiego dostępu. W przeciwieństwie do tego, architektury CISC, chociaż mogą mieć zestaw rejestrów, często w większym stopniu zależą od dostępu do pamięci do przechowywania danych, co skutkuje mniejszą liczbą wykorzystywanych rejestrów.
Mamy nadzieję, że to wyjaśnienie wyjaśniło koncepcje architektur CISC i RISC oraz różnice między nimi!
