Cos’è il CISC?
CISC è stato sviluppato per rendere lo sviluppo del compilatore più facile e semplice. La forma completa di CISC è Complex Instruction Set Computer. Sono chip facili da programmare che fanno un uso efficiente della memoria.
CISC elimina la necessità di generare istruzioni macchina al processore. Per esempio, invece di dover fare un compilatore, scrivere lunghe istruzioni macchina per calcolare una distanza radice quadrata, un processore CISC offre una capacità incorporata per fare questo.
Molte delle prime macchine da calcolo erano programmate in linguaggio assembly. La memoria del computer era lenta e costosa. Il CISC era comunemente implementato in questi grandi computer, come il PDP-11 e il sistema DEC.
In questo tutorial, imparerete:
- Che cos’è il CISC?
- Cos’è il RISC?
- Caratteristiche del CISC
- Caratteristiche del RISC
- Differenza tra CISC e RISC
- Vantaggi del CISC
- Vantaggi del RISC
- Svantaggi del CISC
- Svantaggi del RISC
Cosa è il RISC?
RISC è progettato per eseguire un numero minore di tipi di istruzioni del computer. Quindi, può operare ad una velocità maggiore. La forma completa di RISC è Reduced Instruction Set Computers. Si tratta di un microprocessore che è progettato per eseguire un numero minore di istruzioni del computer, in modo da poter operare ad una velocità maggiore.
I set di istruzioni RISC contengono meno di 100 istruzioni e usano un formato di istruzioni fisso. Questo metodo usa alcune semplici modalità di indirizzamento che utilizzano un’istruzione basata su registro. In questo meccanismo di sviluppo del compilatore, LOAD/STORE è l’unica istruzione individuale per accedere alla memoria.
Le principali differenze:
- In CISC, il set di istruzioni è molto grande e può essere usato per operazioni complesse, mentre in RISC il set di istruzioni è ridotto e la maggior parte di queste istruzioni sono molto primitive.
- Il tempo di esecuzione del computer CISC è molto alto mentre il tempo di esecuzione del computer RISC è molto meno.
- In, l’espansione del codice CISC non è un problema mentre in RISC l’espansione del codice può creare un problema.
- In CISC, la decodifica delle istruzioni è complessa mentre, in RISC, la decodifica delle istruzioni è semplice.
- CISC richiede una memoria esterna per i calcoli, ma RISC richiede una memoria esterna per i calcoli.
- CISC ha un solo set di registri mentre RISC ha più set di registri.
Caratteristiche di CISC
Qui, sono importanti caratteristiche di CISC
Una istruzione è necessaria per supportare più modalità di indirizzamento.
- Un gran numero di istruzioni.
- La logica di decodifica delle istruzioni sarà complessa.
- Istruzioni per compiti speciali usate raramente.
- Una grande varietà di modalità di indirizzamento
- Offre formati di istruzioni a lunghezza variabile.
- Le istruzioni sono più grandi della dimensione di una parola.
- Le istruzioni possono richiedere più di un singolo ciclo di clock per essere eseguite.
- Meno numero di registri general-purpose in quanto le operazioni vengono eseguite nella memoria stessa.
- Vari progetti CISC sono impostati con due registri speciali per il puntatore dello stack per la gestione degli interrupts
Caratteristiche del RISC
Qui, sono una caratteristica importante del RICS:
- Decodifica delle istruzioni più semplice
- Un certo numero di registri general-purpose.
- Modalità di indirizzamento semplici
- Meno tipi di dati.
- Possibilità di realizzare una pipeline
- Una istruzione per ciclo
- Operazioni da registro a registro
- Formato semplice delle istruzioni
- L’esecuzione delle istruzioni sarebbe più veloce
- Programmi più piccoli
Differenza tra CISC e RISC
Qui, ci sono importanti differenze tra CISC vs. RISC
| CISC | RISC |
| Ha una unità di microprogrammazione. | Ha un’unità di programmazione cablata. |
| Il set di istruzioni ha varie istruzioni diverse che possono essere utilizzate per operazioni complesse. | Il set di istruzioni è ridotto, e la maggior parte di queste istruzioni sono molto primitive. |
| Le prestazioni sono ottimizzate con enfasi sull’hardware. | Le prestazioni sono ottimizzate con enfasi sul software |
| Solo il set di registro singolo | Sono presenti set di registro multipli |
| Sono per lo più meno o non pipeline | Questo tipo di processori sono altamente pipeline |
| Il tempo di esecuzione è molto alto | Il tempo di esecuzione è molto meno |
| L’espansione del codice non è un problema. | L’espansione del codice può creare un problema. |
| La decodifica delle istruzioni è complessa. | La decodifica delle istruzioni è semplice. |
| Richiede memoria esterna per i calcoli | Non richiede memoria esterna per i calcoli |
| Esempi di processori CISC sono le CPU System/360, VAX, AMD e Intel x86. | I microprocessori RISC comuni sono ARC, Alpha, ARC, ARM, AVR, PA-RISC e SPARC. |
| Singolo ciclo per ogni istruzione | Le istruzioni possono richiedere diversi cicli di clock |
| Uso pesante della RAM (può causare colli di bottiglia se la RAM è limitata) | Uso più efficiente della RAM rispetto al RISC |
| Semplice, istruzioni standardizzate | Istruzioni complesse e di lunghezza variabile |
| Un piccolo numero di istruzioni di lunghezza fissa | Un grande numero di istruzioni |
| Modalità di indirizzamento limitate | Modalità di indirizzamento composte |
| Applicazioni importanti sono sistemi di sicurezza, domotica. | Applicazioni importanti sono : Smartphone, PDA. |
| Formati variabili (16-64 bit per ogni istruzione). | Fisso (32-bit) formato |
| Cache unificata per istruzioni e dati. | Cache separata per dati e istruzioni. |
Vantaggi CISC
Qui, sono i pro/benefici del CISC
- In CISC è facile aggiungere nuovi comandi nel chip senza bisogno di cambiare la struttura del set di istruzioni
- Questa architettura permette di fare un uso efficiente della memoria principale
- Il compilatore non deve essere molto complicato, come nel caso del CISC. I set di istruzioni possono essere scritti per corrispondere alle strutture dei linguaggi di alto livello.
Vantaggi del RISC
Qui, sono i pro/benefici del RISC
- Istruzioni macchina complesse ed efficienti.
- Offre ampie capacità di indirizzamento per la gestione della memoria.
- Relativamente pochi registri rispetto ai processori RISC
- Aiuta a ridurre il set di istruzioni.
- Offre schemi di indirizzamento limitati per gli operandi di memoria
Svantaggi del CISC
Qui, sono Contro/Svantaggi del CISC
- Le generazioni precedenti di una famiglia di processori per lo più contenute come sottoinsieme in ogni nuova versione. Quindi, il set di istruzioni & hardware del chip diventa complesso con ogni generazione di computer.
- Le prestazioni della macchina rallentano a causa del tempo di clock impiegato dalle diverse istruzioni non saranno mai simili.
- Sono più grandi perché richiedono più transistor
Svantaggi del RISC
Qui ci sono i Contro/Svantaggi del RISC
- La performance dei processori RISC dipende dal programmatore o compilatore. Il compilatore gioca un ruolo importante nel convertire il codice CISC in un codice RISC
- I processori RISC hanno grandi cache di memoria sul chip stesso.
- L’architettura RISC richiede che l’hardware on-chip sia continuamente riprogrammato.