CISCとは

CISCは、コンパイラの開発をより簡単に、よりシンプルにするために開発されました。 CISCの正式名称はComplex Instruction Set Computerです。 メモリを効率的に利用したプログラミングがしやすいチップです。

CISCは、プロセッサへの機械命令を生成する必要がありません。 例えば、平方根の距離を計算するために、コンパイラを作って長い機械語命令を書く必要がありましたが、CISCプロセッサにはそれを行う機能が組み込まれています。

初期の計算機の多くは、アセンブリ言語でプログラムされていました。 コンピュータのメモリは遅くて高価でした。 CISCは、PDP-11やDECシステムなど、そのような大型コンピュータによく実装されていました。

このチュートリアルでは、以下のことを学びます。

• CISCとは何か？
• RISCとは何か？
• CISCの特徴
• RISCの特徴
• CISCとRISCの違い
• CISCの利点
• RISCの利点
• CISCの欠点
• RISCの欠点

RISCとは何か？

RISCは、より少ない種類のコンピュータ命令を実行するように設計されています。 そのため、より高速に動作することができます。 RISCの正式名称は、Reduced Instruction Set Computersです。 より少ない種類のコンピュータ命令を実行するように設計されているため、より高速に動作することができるマイクロプロセッサです。

RISCの命令セットは100以下の命令を持ち、固定の命令フォーマットを使用します。 この方式では、レジスタベースの命令を使用するいくつかの単純なアドレッシングモードを使用します。 このコンパイラ開発機構では、メモリにアクセスするための個別命令はLOAD/STOREのみです。

CISCの特徴

ここでは、CISCの重要な特徴を紹介します

複数のアドレッシングモードをサポートするには、1つの命令が必要です。

• 命令の数が多い。
• 命令の復号化ロジックが複雑になる。
• 使用頻度の低い特別なタスクのための命令がある。
• 多種多様なアドレッシングモード
• 可変長の命令フォーマットを提供している。
• 命令のサイズが1ワードより大きい
• 命令が実行されるまでに1クロック以上かかることがある
• 演算がメモリ自体で行われるため、汎用レジスタの数が少ない
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• 多くのCISC設計では、割り込みを管理するためのスタックポインタ用に2つの特別なレジスタが設定されています

RISCの特徴

ここでは、RICSの重要な特徴を紹介します。

• よりシンプルな命令デコーディング
• 多数の汎用レジスタ
• シンプルなアドレッシングモード
• より少ないデータタイプ
• パイプライン。
• パイプラインが実現できる
• 1サイクルに1命令
• レジスタ間演算
• シンプルな命令フォーマット
• 命令の実行が速くなる
• プログラムが小さくなる

CISCとRISCの違い

ここでは、CISCとRISCの重要な違いを説明します。

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CISC	RISC
マイクロプログラミング・ユニットを搭載。	それはハード的なプログラミングのユニットを持っています。
命令セットは、複雑な操作を行うことができる様々な異なる命令を持っています。	命令セットは減少し、これらの命令のほとんどは非常に原始的です。
パフォーマンスはハードウェアに重点を置いて最適化されます。	パフォーマンスはソフトウェアに重点を置いて最適化されています
シングル・レジスタ・セットのみ	マルチ・レジスタ・セットが存在します
ほとんどが少ないか、存在しません。
このタイプのプロセッサは高度にパイプライン化されています
実行時間は非常に高いです	実行時間は非常に少ないです
コード拡張は問題ではありません。	コードの拡張は問題を起こす可能性があります。
命令のデコードは複雑です。	命令のデコードは簡単です。
計算のために外部メモリを必要とする	計算のために外部メモリを必要としない
CISCプロセッサの例としては、System/360、VAX、AMD、Intel x86などのCPUがあります。	一般的なRISCマイクロプロセッサはARC、Alpha、ARC、ARM、AVR、PA-RISC、SPARCです。
命令ごとにシングルサイクル	命令は数クロックサイクルかかることもあります
RAMを多用する（RAMが限られている場合はボトルネックの原因になる）	RISCよりもRAMを効率的に使用することができます
シンプルである。	複雑で可変長の命令
少数の固定長の命令	多数の命令
限定されたアドレッシング・モード	複合的なアドレッシング・モード
重要なアプリケーションは、セキュリティ・システム、ホーム・オートメーションです。	重要なアプリケーションは: スマートフォン、PDA。
さまざまなフォーマット（各命令の16～64ビット）に対応しています。	固定（32ビット）フォーマット
命令とデータの統合キャッシュ。	データと命令のキャッシュを分離。

CISCの利点

以下のようになります。

• CISCでは、命令セットの構造を変更することなく、新しい命令をチップに追加することが容易です
• このアーキテクチャでは、メインメモリを効率的に使用することができます
• CISCの場合のように、コンパイラが非常に複雑であってはなりません。

RISCの利点

ここでは、RISCの長所/利点を紹介します

• 複雑で効率的な機械語命令
• メモリ管理のための広範なアドレッシング機能を提供しています。
• RISC プロセッサと比較して、レジスタの数が比較的少ない
• 命令セットを減らすことができる
• メモリ オペランドのアドレス指定スキームが限られている

CISC の短所

ここでは、CISC の短所/欠点を説明します

• プロセッサ ファミリの旧世代は、ほとんどの場合、新しいバージョンごとにサブセットとして含まれています。
• 異なる命令にかかるクロック時間が同じになることはないため、マシンのパフォーマンスが低下します。
• より多くのトランジスタを必要とするため、サイズが大きくなります

RISCの欠点

ここでは、RISCの短所/欠点について説明します

• RISCプロセッサの性能は、プログラマやコンパイラに依存します。 コンパイラは、CISCコードをRISCコードに変換する際に重要な役割を果たします
• RISCプロセッサは、チップ自体に大きなメモリキャッシュを持っています。
• RISCアーキテクチャでは、オンチップのハードウェアを継続的に再プログラムする必要があります

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