CISC vs RISC: Diferencia entre arquitecturas, conjunto de instrucciones

¿Qué es CISC?

CISC se desarrolló para facilitar y simplificar el desarrollo de compiladores. La forma completa de CISC es Complex Instruction Set Computer. Son chips fáciles de programar que hacen un uso eficiente de la memoria.

CISC elimina la necesidad de generar instrucciones de máquina al procesador. Por ejemplo, en lugar de tener que hacer un compilador, escribir largas instrucciones de máquina para calcular una distancia de raíz cuadrada, un procesador CISC ofrece una capacidad incorporada para hacerlo.

Muchas de las primeras máquinas de computación se programaban en lenguaje ensamblador. La memoria del ordenador era lenta y cara. El CISC se implementó comúnmente en esos grandes ordenadores, como el PDP-11 y el sistema DEC.

En este tutorial, aprenderás:

¿Qué es CISC?
¿Qué es RISC?
Características de CISC
Características de RISC
Diferencia entre CISC y RISC
Ventajas de CISC
Ventajas de RISC
Desventajas de CISC
Desventajas de RISC

¿Qué es RISC?

El RISC está diseñado para realizar un menor número de tipos de instrucciones informáticas. Por lo tanto, puede operar a una mayor velocidad. La forma completa de RISC es Reduced Instruction Set Computers. Es un microprocesador que está diseñado para realizar un menor número de instrucciones de ordenador para que pueda operar a una mayor velocidad.

Los conjuntos de instrucciones RISC contienen menos de 100 instrucciones y utilizan un formato de instrucción fijo. Este método utiliza unos pocos modos de direccionamiento simples que utilizan una instrucción basada en registros. En este mecanismo de desarrollo del compilador, LOAD/STORE son las únicas instrucciones individuales para acceder a la memoria.

Diferencias principales:

En CISC, el conjunto de instrucciones es muy grande que puede ser utilizado para operaciones complejas mientras que en RISC el conjunto de instrucciones es reducido, y la mayoría de estas instrucciones son muy primitivas.
El tiempo de ejecución del ordenador CISC es muy alto mientras que el tiempo de ejecución del ordenador RISC es muy reducido.
En, CISC la expansión del código no es un problema mientras que en RISC la expansión del código puede crear un problema.
En CISC, la decodificación de las instrucciones es compleja mientras que, en RISC, la decodificación de las instrucciones es simple.
CISC requiere memoria externa para los cálculos, pero RISC requiere memoria externa para los cálculos.
CISC sólo tiene un único conjunto de registros mientras que RISC tiene múltiples conjuntos de registros están presentes.

Características de CISC

Aquí, son características importantes de CISC

Se necesita una instrucción para soportar múltiples modos de direccionamiento.

Un gran número de instrucciones.
La lógica de decodificación de instrucciones será compleja.
Instrucciones para tareas especiales utilizadas con poca frecuencia.
Una gran variedad de modos de direccionamiento
Ofrece formatos de instrucción de longitud variable.
Las instrucciones son mayores que el tamaño de una palabra.
Las instrucciones pueden tardar más de un ciclo de reloj en ejecutarse.
Menos número de registros de propósito general ya que la operación se realiza en la propia memoria.
Varios diseños CISC están configurados con dos registros especiales para el puntero de la pila para la gestión de las interrupciones

Características de RISC

Aquí, son una característica importante de RICS:

Descodificación de instrucciones más sencilla
Un número de registros de propósito general.
Modos de direccionamiento sencillos
Menos tipos de datos.
Se puede conseguir un pipeline
Una instrucción por ciclo
Operaciones de registro a registro
Formato de instrucción simple
La ejecución de la instrucción sería más rápida
Programas más pequeños

Diferencia entre CISC y RISC

Aquí, están las diferencias importantes entre CISC vs. RISC. RISC

CISC	RISC
Tiene una unidad de microprogramación.	Tiene una unidad de programación cableada.
El conjunto de instrucciones tiene varias instrucciones diferentes que se pueden utilizar para operaciones complejas.	El conjunto de instrucciones es reducido, y la mayoría de estas instrucciones son muy primitivas.
El rendimiento se optimiza con énfasis en el software
Sólo hay un conjunto de registros	Se presentan múltiples conjuntos de registros
	Son en su mayoría menos o no pipelined	Este tipo de procesadores están altamente pipelined
El tiempo de ejecución es muy alto	El tiempo de ejecución es muy menor
La expansión del código no es un problema.	La expansión de código puede crear un problema.
La decodificación de las instrucciones es compleja.	La decodificación de instrucciones es sencilla.
Requiere memoria externa para los cálculos	No requiere memoria externa para los cálculos
Ejemplos de procesadores CISC son las CPUs System/360, VAX, AMD e Intel x86.	Los microprocesadores RISC más comunes son ARC, Alpha, ARC, ARM, AVR, PA-RISC y SPARC.
Un solo ciclo para cada instrucción	Las instrucciones pueden tardar varios ciclos de reloj
Uso intensivo de la RAM (puede causar cuellos de botella si la RAM es limitada)	Uso más eficiente de la RAM que el RISC
Simple, instrucciones estandarizadas	Instrucciones complejas y de longitud variable
Un pequeño número de instrucciones de longitud fija	Un gran número de instrucciones
Modos de direccionamiento limitados	Modos de direccionamiento compuestos
Aplicaciones importantes son los sistemas de Seguridad, Domótica.	Aplicaciones importantes son : Smartphones, PDAs.
Formatos variables (16-64 bits para cada instrucción).	Formato fijo (32 bits)
Caché unificada para instrucciones y datos.	Caché separada de datos e instrucciones.

Ventajas del CISC

Aquí, son los pros/beneficios de CISC

En CISC es fácil añadir nuevos comandos en el chip sin necesidad de cambiar la estructura del conjunto de instrucciones
Esta arquitectura permite hacer un uso eficiente de la memoria principal
El compilador no debe ser muy complicado, como en el caso de CISC. Los conjuntos de instrucciones se pueden escribir para que coincidan con las estructuras de los lenguajes de alto nivel.

Ventajas de RISC

Aquí, están los pros/beneficios de RISC

Instrucciones de máquina complejas y eficientes.
Ofrece amplias capacidades de direccionamiento para la gestión de la memoria.
Relativamente pocos registros en comparación con los procesadores RISC
Ayuda a reducir el conjunto de instrucciones.
Ofrece esquemas de direccionamiento limitados para los operandos de memoria

Desventajas de CISC

Aquí, están los contras/desventajas de CISC

Las primeras generaciones de una familia de procesadores en su mayoría contenidas como un subconjunto en cada nueva versión. Por lo tanto, el conjunto de instrucciones & del hardware del chip se vuelve complejo con cada generación de ordenadores.
El rendimiento de la máquina se ralentiza debido a que el tiempo de reloj que toman las diferentes instrucciones nunca será similar.
Son más grandes ya que requieren más transistores

Desventajas de RISC

Aquí, están los Contras/Desventajas de RISC

El rendimiento de los procesadores RISC depende del programador o compilador. El compilador juega un papel importante al convertir el código CISC a un código RISC
Los procesadores RISC tienen grandes cachés de memoria en el propio chip.
La arquitectura RISC requiere que el hardware en el chip se reprograme continuamente.