Системы RISC и CISC

Сегодня мы рассмотрим архитектуры процессоров с разными наборами команд: CISC – полный, RISC – сокращенный.

Чтобы понимать статью, нужно узнать, что такое уровень набора команд(ISA), читать здесь.

Что такое процессор, читать здесь.

CISC(Complex Instruction Set Computing) - архитектура с полным набором команд.

Набор CISC имеет интерпретатор, поэтому он понимает команды из языков программирования высшего уровня.

В CISC, одиночные сложные команды разбиваются на множество мелких. Например: загрузка данных из памяти и выполнение арифметических операций.

Intel с 1989 года используют RISC-ядро – оно выполняет простые команды, а CISC интерпретирует сложные.

Особенности CISC

Большое число команд по формату и длине.

Нужно малое количество регистров для операций.

RISC(Reduced Instruction Set Computer) - архитектура с сокращенным набором команд.

У этой архитектуры нет интерпретатора, поэтому она выполняет простые команды за 1 такт работы процессора.

Программы для этой архитектуры не подходят для других из-за разного набора команд, сложные команды для CISC не откомпилируются.

Особенности RISC

Все команды должны выполняться аппаратным обеспечением. Простые команды выполняются без интерпретации – это сильно повышает быстродействие компьютера.

Компьютер должен запускать как можно больше команд в секунду. Параллельное выполнение команд(параллелизм) – один из способов повышения производительности в современных компьютерах.
Пример: команда а записывает в регистр значение, а команда b – производит над этим значением операцию, чтобы команда b не выполнилась раньше команды a, в памяти нужно хранить дополнительную информацию.

Команды должны легко декодироваться. Количество запускаемых команд в секунду зависит от скорости декодирования. Всё, что ускоряет этот процесс – полезно.
Например: использовать команды фиксированной длины или одинаковое количество полей.

К памяти должны обращаться только команды загрузки и сохранения. Разделить все команды на два типа: регистр – регистр и регистр – постоянная память.

Следующая статья о параллелизме на уровне команд.