A arquitetura da Unidade de Processamento Central (CPU) opera a capacidade de funcionar da “Arquitetura do Conjunto de Instruções” até onde foi projetada. O projeto arquitetônico da CPU é a computação de conjunto de instruções reduzido (RISC) e a computação de conjunto de instruções complexas (CISC). Um processador como o CISC tem a capacidade de realizar operações de várias etapas ou modos de endereçamento dentro de um conjunto de instruções. É o projeto da CPU em que uma instrução opera vários atos de baixo nível. Por exemplo, armazenamento na memória, carregamento da memória e uma operação aritmética. A computação de conjunto de instruções reduzido é uma estratégia de design de Unidade de Processamento Central baseada na visão de que um conjunto de instruções básicas oferece grande desempenho quando combinado com um microprocessador arquitetura que tem a capacidade de executar as instruções usando alguns ciclos do microprocessador por instrução. Este artigo discute a diferença entre as arquiteturas RISC e CISC. A parte do hardware da Intel é denominada Complex Instruction Set Computer (CISC), e o hardware da Apple é Reduced Instruction Set Computer (RISC).
Diferença entre arquitetura RISC e CISC
Antes de discutirmos as diferenças entre os Arquitetura RISC e CISC deixe-nos saber sobre os conceitos de RISC e CISC
Processadores RISC e CISC
O que é RISC?
Um computador com conjunto reduzido de instruções é um computador que usa apenas comandos simples que podem ser divididos em várias instruções que alcançam a operação de baixo nível dentro de um único ciclo CLK, como seu nome propõe “Conjunto de Instruções Reduzidas”.
O RISC é um microprocessador de computador com conjunto reduzido de instruções e sua arquitetura inclui um conjunto de instruções altamente personalizadas. A principal função disso é reduzir o tempo de execução da instrução, limitando e também otimizando o número de comandos. Portanto, cada ciclo de comando usa um único ciclo de clock, onde cada ciclo de clock inclui três parâmetros: buscar, decodificar e executar.
O tipo de processador é usado principalmente para executar vários comandos difíceis, mesclando-os em outros mais simples. O processador RISC precisa de vários transistores para projetar e reduz o tempo de execução da instrução. Os melhores exemplos de processadores RISC incluem PowerPC, SUN’s SPARC, RISC-V, processadores Microchip PIC, etc.
Arquitetura RISC
O termo RISC significa ‘’ Computador de conjunto de instruções reduzido ’’. É um plano de design de CPU baseado em ordens simples e atua rapidamente.
Este é um conjunto pequeno ou reduzido de instruções. Aqui, espera-se que cada instrução atinja trabalhos muito pequenos. Nesta máquina, os conjuntos de instruções são modestos e simples, o que ajuda a compreender comandos mais complexos. Cada instrução tem um comprimento semelhante, elas são enroladas juntas para realizar tarefas compostas em uma única operação. A maioria dos comandos são concluídos em um ciclo da máquina. Este pipelining é uma técnica crucial usada para acelerar máquinas RISC.
Características
As características do RISC incluem o seguinte.
- Arquitetura de pipeline
- O número de instruções é restrito, bem como diminui
- As instruções como carregar e armazenar têm direito de entrada na memória
- Os modos de endereçamento são menos
- A instrução é uniforme e seu formato pode ser simplificado
Vantagens
As vantagens do processador RISC incluem o seguinte.
- O desempenho deste processador é bom por causa do não fácil e limitado. do conjunto de instruções.
- Este processador usa vários transistores no projeto, de modo que a fabricação é mais barata.
- O processador RISC permite que a instrução utilize o espaço aberto em um microprocessador devido à sua simplicidade.
- É muito simples em comparação com outro processador, pois pode terminar sua tarefa em um único ciclo de clock.
Desvantagens
As desvantagens de um processador CISC incluem o seguinte.
- O desempenho deste processador pode mudar com base no código executado porque os próximos comandos podem depender da instrução anterior para sua implementação dentro de um ciclo.
- A instrução complexa é freqüentemente usada pelos compiladores e programadores
- Esses processadores precisam de memória muito rápida para manter instruções diferentes que usam uma grande coleção de memória cache para reagir ao comando em menos tempo.
O que é CISC?
Foi desenvolvido pela Intel Corporation e é um computador de conjunto de instruções complexo. Este processador inclui uma enorme coleção de instruções simples a complexas. Essas instruções são especificadas no nível de linguagem assembly e a execução dessas instruções leva mais tempo.
Um computador com conjunto de instruções complexo é um computador em que instruções únicas podem realizar várias operações de baixo nível como uma carga da memória, uma operação aritmética e um armazenamento de memória ou são realizadas por processos de várias etapas ou modos de endereçamento em instruções únicas, como seu nome propõe “Conjunto de instruções complexas”.
Portanto, este processador se move para diminuir o número de instruções em cada programa e ignorar o número de ciclos para cada instrução. Ele destaca a montagem de instruções complexas abertamente dentro do hardware, já que o hardware é sempre comparado ao software. No entanto, os chips CISC são relativamente mais lentos em comparação com os chips RISC, mas utilizam pequenas instruções em comparação com o RISC. Os melhores exemplos do processador CISC incluem AMD, VAX, System / 360 e Intel x86.
CISC Architecture
O termo CISC significa ‘’ Complex Instruction Set Computer ’’. É um plano de design de CPU baseado em comandos únicos, que são qualificados na execução de operações de várias etapas.
Os computadores CISC possuem pequenos programas. Ele tem um grande número de instruções compostas, que levam muito tempo para serem executadas. Aqui, um único conjunto de instruções é protegido em várias etapas, cada conjunto de instruções tem mais de 300 instruções separadas. As instruções máximas são concluídas em dois a dez ciclos da máquina. No CISC, o pipelining de instruções não é facilmente implementado.
Características
As principais características do processador RISC incluem o seguinte.
- O CISC pode levar mais tempo para executar o código em comparação com um único ciclo de clock.
- CISC suporta linguagens de alto nível para compilação simples e estrutura de dados complexa.
- Ele é coletado com mais nós de endereçamento, menos registros, normalmente de 5 a 20.
- Para escrever um aplicativo, menos instruções são necessárias
- O comprimento do código é muito curto, portanto, ele precisa de uma RAM extremamente pequena.
- Ele destaca as instruções sobre o hardware durante o projeto, pois é mais rápido projetar do que o software.
- As instruções são maiores em comparação com uma única palavra.
- Oferece programação simples em linguagem assembly.
Vantagens
O advantages of CISC inclui o seguinte.
- Este processador criará um procedimento para lidar com o uso de energia que regula a velocidade do clock e da voltagem.
- No processador CISC, o compilador precisa de um pequeno esforço para alterar o programa ou instrução de alto nível para a linguagem de máquina de montagem.
- Uma única instrução pode ser executada usando diferentes tarefas de baixo nível
- Não usa muita memória devido a um pequeno comprimento de código.
- O CISC utiliza menos conjunto de instruções para executar a mesma instrução que o RISC.
- A instrução pode ser armazenada na RAM em cada CISC
Desvantagens
As desvantagens do CISC incluem o seguinte.
- As instruções existentes usadas pelo CISC são 20% dentro de um evento do programa.
- Em comparação com o processador RISC, os processadores CISC são muito lentos durante a execução de cada ciclo de instrução em cada programa.
- Este processador usa um número de transistores em comparação com RISC.
- A execução do pipeline dentro do CISC tornará difícil de usar.
- O desempenho da máquina é reduzido devido à baixa velocidade do relógio.
Diferença entre arquitetura RISC e CISC
Diferença entre RISC e CISC
RISCO | CISC |
| 1. RISC significa Reduced Instruction Set Computer. | 1. CISC significa Complex Instruction Set Computer. |
| 2. Os processadores RISC têm instruções simples que levam cerca de um ciclo de clock. O ciclo de clock médio por instrução (CPI) é 1,5 | 2. O processador CSIC possui instruções complexas que ocupam vários relógios para execução. O ciclo de clock médio por instrução (CPI) está na faixa de 2 a 15. |
| 3. O desempenho é otimizado com mais foco no software | 3. O desempenho é otimizado com mais foco no hardware. |
| 4. Não tem unidade de memória e usa hardware separado para implementar as instruções. | 4. Possui uma unidade de memória para implementar instruções complexas. |
| 5. Ele tem uma unidade de programação com fio. | 5. Possui uma unidade de microprogramação. |
| 6 O conjunto de instruções é reduzido, ou seja, tem apenas algumas instruções no conjunto de instruções. Muitas dessas instruções são muito primitivas. | 6 O conjunto de instruções possui uma variedade de instruções diferentes que podem ser usadas para operações complexas. |
| 7 O conjunto de instruções possui uma variedade de instruções diferentes que podem ser usadas para operações complexas. | 7 O CISC tem muitos modos de endereçamento diferentes e pode, portanto, ser usado para representar instruções de linguagem de programação de nível superior com mais eficiência. |
| 8.Os modos de endereçamento complexo são sintetizados usando o software. | 8.CISC já suporta modos de endereçamento complexos |
| 9. Vários conjuntos de registros estão presentes | 9. Só tem um único conjunto de registros |
| 10. Os processadores RISC são altamente conduzidos | 10. Eles normalmente não são encanados ou menos encanados |
| 11. A complexidade do RISC está no compilador que executa o programa | 11. A complexidade está no microprograma |
| 12. O tempo de execução é muito menor | 12. O tempo de execução é muito alto |
| 13. A expansão do código pode ser um problema | 13. A expansão do código não é um problema |
| 14. A decodificação das instruções é simples. | 14. A decodificação de instruções é complexa |
| 15. Não requer memória externa para cálculos | 15. Requer memória externa para cálculos |
| 16. Os microprocessadores RISC mais comuns são Alpha, ARC, ARM, AVR, MIPS, PA-RISC, PIC, Power Architecture e SPARC. | 16. Exemplos de processadores CISC são System / 360, VAX, PDP-11, família Motorola 68000, AMD e CPUs Intel x86. |
| 17. A arquitetura RISC é usada em aplicações de ponta, como processamento de vídeo, telecomunicações e processamento de imagem. | 17. A arquitetura CISC é usada em aplicações low-end, como sistemas de segurança, automação residencial, etc. |
Principais diferenças entre RISC e CISC
As principais diferenças entre RISC e CISC incluem o seguinte.
- O tamanho de um conjunto de instruções é pequeno em comparação com RISC.
- No RISC, o controle da CPU pode ser feito com fio sem incluir uma memória de controle, enquanto o CISC é micro codificado que usa ROM, no entanto, o processador CISC atual também utiliza controle com fio.
- O processador RISC trabalha com 32 bits para cada instrução e freqüentemente baseado no registrador, enquanto o CISC utiliza um formato desigual que varia de 16 bits a 64 bits para cada instrução.
- A arquitetura RISC inclui o projeto de cache de instrução e dados divididos, enquanto a arquitetura CISC inclui um cache unificado destinado a dados e instruções, embora os projetos mais recentes também utilizem caches divididos.
- No processador RISC, o mecanismo de memória usado é o registro para registrar incluindo as instruções como STORE & Independent LOAD. No CISC, o mecanismo de memória usado é memória para memória para executar diferentes operações, incluindo instruções como LOAD & STORE.
- Os registros de propósito geral usados no processador RISC são de 32 a 192, enquanto o RISC usa de 8 a 24 GPRs.
- No processador RISC, o relógio único é usado, e os modos de endereçamento são limitados, enquanto no CISC, ele usa o multi clock e os modos de endereçamento variam de 12 a 24.
- O diferença entre o conjunto de instruções RISC e CISC ou seja, o RISC ISA destaca o software em comparação com o hardware. O conjunto de instruções do processador RISC usa software mais eficiente como código ou compiladores por meio de menos instruções. Os ISAs da CISC empregam vários transistores dentro do hardware para executar várias instruções, bem como instruções complexas adicionais.
O vantagens de RISC sobre CISC inclui o seguinte.
Nos desenvolvimentos atuais de processadores de computador, o microprocessador RISC (computador com conjunto reduzido de instruções) é o mais freqüentemente usado e significativo. Sob certas condições, os dispositivos baseados neste processador oferecerão benefícios importantes em relação ao CISC (computador com conjunto de instruções complexas). Acima, uma breve comparação entre os dois processadores é discutida.
O desempenho do processador RISC é duas a quatro vezes maior em comparação com os processadores CISC devido ao conjunto de instruções básicas. A arquitetura desse processador usa muito pouco espaço por causa do conjunto de instruções reduzido e isso fará com que funções adicionais, como gerenciamento de memória ou unidades aritméticas de ponto flutuante em um chip semelhante.
Este artigo discute os conceitos de RISC, CISC e diferenças. Quando os primeiros microprocessadores, assim como os microcontroladores, foram introduzidos, não havia arquitetura melhor e adequada. Uma vez que esses processadores foram implementados, a arquitetura CISC é usada principalmente devido à falta de suporte de software no Processador RISC . Isso é feito principalmente para construir todo o seu hardware, bem como software adequado através de seus primeiros processadores 8086. Esperamos que você tenha entendido melhor este conceito. Além disso, para qualquer dúvida a respeito deste conceito, ou implementação de quaisquer projetos elétricos e eletrônicos , dê sua opinião comentando na seção de comentários abaixo.
