Архитектура центрального процессора (ЦП) позволяет функционировать от «Архитектуры набора команд» до места, где она была разработана. Архитектура ЦП - это вычисление с сокращенным набором команд (RISC) и вычисление со сложным набором инструкций (CISC). Такой процессор, как CISC, может выполнять многоэтапные операции или режимы адресации в пределах одного набора команд. Это конструкция процессора, в которой одна инструкция выполняет несколько низкоуровневых действий. Например, хранение в памяти, загрузка из памяти и арифметическая операция. Вычисления с сокращенным набором команд - это стратегия проектирования центрального процессора, основанная на представлении о том, что базовый набор инструкций обеспечивает высокую производительность в сочетании с микропроцессор архитектура, способная выполнять инструкции, используя несколько циклов микропроцессора на инструкцию. В этой статье обсуждается разница между архитектурой RISC и CISC. Аппаратная часть Intel называется компьютером со сложным набором команд (CISC), а оборудование Apple - компьютером с сокращенным набором команд (RISC).
Разница между архитектурой RISC и CISC
Прежде чем мы обсудим различия между Архитектура RISC и CISC расскажите нам о концепциях RISC и CISC
Процессоры RISC и CISC
Что такое RISC?
Компьютер с сокращенным набором команд - это компьютер, который использует только простые команды, которые можно разделить на несколько инструкций, которые обеспечивают выполнение низкоуровневых операций в пределах одного цикла CLK, поскольку его название предполагает «Сокращенный набор команд».
RISC - это компьютерный микропроцессор с сокращенным набором команд, и его архитектура включает в себя набор инструкций, которые сильно настраиваются. Основная функция этого заключается в сокращении времени выполнения инструкции путем ограничения, а также оптимизации количества команд. Таким образом, каждый командный цикл использует один тактовый цикл, где каждый тактовый цикл включает три параметра, а именно выборку, декодирование и выполнение.
Этот вид процессора в основном используется для выполнения нескольких сложных команд путем объединения их в более простые. Для разработки RISC-процессора требуется несколько транзисторов, что сокращает время выполнения команд. Лучшие примеры процессоров RISC включают PowerPC, SUN's SPARC, RISC-V, процессоры Microchip PIC и т. Д.
Архитектура RISC
Термин RISC означает «компьютер с сокращенным набором команд». Это план проектирования ЦП, основанный на простых заказах и быстро действующий.
Это небольшой или сокращенный набор инструкций. Здесь предполагается, что каждая инструкция предназначена для выполнения очень небольших работ. В этой машине наборы команд скромные и простые, что помогает в составлении более сложных команд. Каждая инструкция имеет одинаковую длину, они скручиваются вместе для выполнения сложных задач за одну операцию. Большинство команд выполняются за один машинный цикл. Эта конвейерная обработка - важный метод, используемый для ускорения RISC-машин.
Характеристики
Характеристики RISC включают следующее.
- Конвейерная архитектура
- Количество инструкций ограничено, а также уменьшается
- Инструкции, такие как загрузка и сохранение, имеют право на вход в память.
- Режимы адресации меньше
- Инструкция едина и ее формат можно упростить
Преимущества
К преимуществам процессора RISC можно отнести следующее.
- Производительность этого процессора хороша из-за легкости и ограниченности. набора инструкций.
- В конструкции этого процессора используется несколько транзисторов, поэтому изготовление обходится дешевле.
- Процессор RISC позволяет инструкции использовать открытое пространство на микропроцессоре благодаря своей простоте.
- Это очень просто по сравнению с другим процессором, так как он может завершить свою задачу за один такт.
Недостатки
К недостаткам процессора CISC можно отнести следующее.
- Производительность этого процессора может изменяться в зависимости от исполняемого кода, поскольку следующие команды могут зависеть от более ранней инструкции для их выполнения в пределах цикла.
- Сложная инструкция часто используется компиляторами и программистами.
- Этим процессорам требуется очень быстрая память для хранения различных инструкций, которые используют огромную коллекцию кэш-памяти для реакции на команду за меньшее время.
Что такое CISC?
Он был разработан корпорацией Intel и представляет собой компьютер со сложным набором команд. Этот процессор включает в себя огромное количество простых и сложных инструкций. Эти инструкции указаны на уровне языка ассемблера, и выполнение этих инструкций занимает больше времени.
Компьютер со сложным набором команд - это компьютер, на котором отдельные инструкции могут выполнять множество низкоуровневых операций, таких как загрузка из памяти, арифметическая операция и хранилище в памяти, или выполняются с помощью многоступенчатых процессов или режимов адресации в отдельных инструкциях, как его название предлагает «Комплексный набор инструкций».
Итак, этот процессор пытается уменьшить количество инструкций в каждой программе и игнорировать количество циклов для каждой инструкции. Он подчеркивает необходимость открытой сборки сложных инструкций внутри аппаратного обеспечения, поскольку аппаратное обеспечение всегда сравнивается с программным. Однако микросхемы CISC относительно медленнее по сравнению с микросхемами RISC, но используют небольшие инструкции по сравнению с RISC. Лучшие примеры процессоров CISC включают AMD, VAX, System / 360 и Intel x86.
Архитектура CISC
Термин CISC означает «компьютер со сложным набором команд». Это план проектирования ЦП, основанный на отдельных командах, способных выполнять многоэтапные операции.
Компьютеры CISC имеют небольшие программы. В нем огромное количество составных инструкций, выполнение которых требует много времени. Здесь один набор инструкций защищен в несколько этапов, каждый набор инструкций содержит дополнительно 300 отдельных инструкций. Максимальное количество команд выполняется за два-десять машинных циклов. В CISC не так-то просто реализовать конвейерную обработку инструкций.
Характеристики
К основным характеристикам процессора RISC можно отнести следующие.
- CISC может потребоваться больше времени для выполнения кода по сравнению с единственным тактовым циклом.
- CISC поддерживает языки высокого уровня для простой компиляции и сложной структуры данных.
- Он собирается с большим количеством узлов адресации, меньше регистров обычно от 5 до 20.
- Для написания заявки требуется меньше инструкций
- Длина кода очень мала, поэтому для него требуется очень маленькая оперативная память.
- Он выделяет инструкции по аппаратному обеспечению при проектировании, так как его проектировать быстрее, чем программное обеспечение.
- Инструкции крупнее одного слова.
- Это дает простое программирование на языке ассемблера.
Преимущества
В преимущества CISC включая следующее.
- Этот процессор создаст процедуру для управления использованием мощности, которая регулирует тактовую частоту и напряжение.
- В процессоре CISC компилятору требуется небольшое усилие, чтобы изменить программу или оператор с высокого уровня на ассемблер, иначе машинный язык.
- Одна инструкция может быть выполнена с использованием разных низкоуровневых задач.
- Он не использует много памяти из-за небольшой длины кода.
- CISC использует меньший набор инструкций для выполнения той же инструкции, что и RISC.
- Инструкцию можно сохранить в ОЗУ на каждом CISC.
Недостатки
К недостаткам CISC можно отнести следующее.
- Существующие инструкции, используемые CISC, составляют 20% внутри программного события.
- По сравнению с процессором RISC, процессоры CISC очень медленны при выполнении каждого цикла команд в каждой программе.
- Этот процессор использует количество транзисторов по сравнению с RISC.
- Выполнение конвейера в рамках CISC затруднит использование.
- Производительность машины снижается из-за низкой скорости часов.
Разница между архитектурой RISC и CISC
Разница между RISC и CISC
РИСК | CISC |
1. RISC означает компьютер с сокращенным набором команд. | 1. CISC означает компьютер со сложным набором команд. |
2. Процессоры RISC имеют простые инструкции, занимающие примерно один такт. Средний такт на инструкцию (CPI) составляет 1,5 | 2. Процессор CSIC имеет сложные инструкции, для выполнения которых требуется несколько тактов. Средний такт на инструкцию (CPI) находится в диапазоне от 2 до 15. |
3. Оптимизирована производительность, больше внимания уделяется программному обеспечению. | 3. Производительность оптимизирована, больше внимания уделяется оборудованию. |
4. Он не имеет блока памяти и использует отдельное оборудование для реализации инструкций. | 4. Имеет блок памяти для выполнения сложных инструкций. |
5. Имеет зашитый блок программирования. | 5. Имеет блок микропрограммирования. |
6. Набор команд сокращен, т.е. в нем всего несколько инструкций. Многие из этих инструкций очень примитивны. | 6. Набор инструкций содержит множество различных инструкций, которые можно использовать для сложных операций. |
7. Набор инструкций содержит множество различных инструкций, которые можно использовать для сложных операций. | 7. CISC имеет много различных режимов адресации и, таким образом, может использоваться для более эффективного представления операторов языка программирования более высокого уровня. |
8. С помощью программного обеспечения синтезированы режимы сложной адресации. | 8.CISC уже поддерживает сложные режимы адресации. |
9. присутствует несколько наборов регистров | 9. только один набор регистров |
10.RISC-процессоры имеют высокую конвейерность | 10.Они обычно не конвейерные или менее конвейерные |
11. Сложность RISC заключается в компиляторе, который выполняет программу. | 11. Сложность заключается в микропрограмме. |
12. Время выполнения очень меньше | 12. Срок исполнения очень высок. |
13. Расширение кода может быть проблемой | 13. Расширение кода - не проблема |
14. Расшифровка инструкций проста. | 14. Расшифровка инструкций сложна |
15. Не требует внешней памяти для вычислений. | 15. Требуется внешняя память для вычислений. |
16. Наиболее распространенными микропроцессорами RISC являются Alpha, ARC, ARM, AVR, MIPS, PA-RISC, PIC, Power Architecture и SPARC. | 16. Примерами процессоров CISC являются процессоры семейства System / 360, VAX, PDP-11, Motorola 68000, AMD и Intel x86. |
17. Архитектура RISC используется в высокопроизводительных приложениях, таких как обработка видео, телекоммуникации и обработка изображений. | 17. Архитектура CISC используется в недорогих приложениях, таких как системы безопасности, домашняя автоматизация и т. Д. |
Ключевые различия между RISC и CISC
Ключевые различия между RISC и CISC заключаются в следующем.
- Размер набора команд невелик по сравнению с RISC.
- В RISC управление ЦП может осуществляться аппаратно без использования управляющей памяти, тогда как CISC закодирован на микрокоде и использует ПЗУ, однако текущий процессор CISC также использует аппаратное управление.
- Процессор RISC работает с 32-битными для каждой инструкции и часто на основе регистра, в то время как CISC использует неравномерный формат, который находится в диапазоне от 16 до 64 бит для каждой инструкции.
- Архитектура RISC включает в себя дизайн кэша инструкций и разделенных данных, тогда как архитектура CISC включает унифицированный кеш, предназначенный для данных и инструкций, хотя в самых последних проектах также используются разделенные кеши.
- В процессоре RISC механизм используемой памяти - это регистр для регистрации, включая такие инструкции, как STORE и independent LOAD. В CISC механизм использования памяти - это память в память для выполнения различных операций, включая такие инструкции, как LOAD & STORE.
- Регистры общего назначения, используемые в процессоре RISC, составляют от 32 до 192, тогда как RISC использует от 8 до 24 GPR.
- В процессоре RISC используется один тактовый сигнал, а режимы адресации ограничены, тогда как в CISC используется многочастотный тактовый сигнал, а режимы адресации варьируются от 12 до 24.
- В разница между набором инструкций RISC и CISC То есть, RISC ISA выделяет программное обеспечение по сравнению с оборудованием. Набор команд процессора RISC использует более эффективное программное обеспечение, такое как код или компиляторы, с меньшим количеством инструкций. CISC ISA используют ряд транзисторов в аппаратном обеспечении для выполнения нескольких инструкций, а также дополнительных сложных инструкций.
В преимущества RISC перед CISC включая следующее.
В современных разработках компьютерных процессоров микропроцессор RISC (компьютер с сокращенным набором команд) является наиболее часто используемым и значимым. При определенных условиях устройства на базе этого процессора будут иметь важные преимущества по сравнению с CISC (компьютером со сложным набором команд). Выше обсуждается краткое сравнение обоих процессоров.
Производительность RISC-процессора в два-четыре раза выше по сравнению с CISC-процессорами за счет базового набора команд. Архитектура этого процессора использует очень мало места из-за уменьшенного набора инструкций, и это сделает дополнительные функции, такие как управление памятью или арифметические устройства с плавающей запятой, на аналогичном чипе.
В этой статье обсуждаются концепции RISC, CISC и различия. Когда были представлены первые микропроцессоры, а также микроконтроллеры, лучшей и подходящей архитектуры не было. После внедрения этих процессоров архитектура CISC используется в основном из-за отсутствия поддержки программного обеспечения в RISC процессор . В основном это делается для того, чтобы все их аппаратное и программное обеспечение было хорошо приспособлено к их первым процессорам 8086. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию. Кроме того, при любых сомнениях относительно этой концепции или реализация любых электротехнических и электронных проектов , оставьте свой отзыв, оставив комментарий в разделе комментариев ниже.