Wat is CISC?
CISC is ontwikkeld om de ontwikkeling van compilers gemakkelijker en eenvoudiger te maken. De volledige vorm van CISC is Complex Instruction Set Computer. Het zijn chips die gemakkelijk te programmeren zijn en die efficiënt gebruik maken van het geheugen.
CISC elimineert de noodzaak om machine-instructies aan de processor te geven. In plaats van een compiler lange machine-instructies te moeten laten schrijven om een wortelafstand te berekenen, biedt een CISC-processor bijvoorbeeld een ingebouwde mogelijkheid om dit te doen.
Vele van de eerste computermachines werden in assembleertaal geprogrammeerd. Computergeheugen was traag en duur. CISC werd algemeen toegepast in dergelijke grote computers, zoals de PDP-11 en het DEC-systeem.
In deze tutorial leert u:
- Wat is CISC?
- Wat is RISC?
- Kenmerken van CISC
- Kenmerken van RISC
- Verschil tussen CISC en RISC
- Voordelen van CISC
- Voordelen van RISC
- Nadelen van CISC
- Nadelen van RISC
Wat is RISC?
RISC is ontworpen om een kleiner aantal typen computerinstructies uit te voeren. Daardoor kan het met een hogere snelheid werken. De volledige vorm van RISC is Reduced Instruction Set Computers. Het is een microprocessor die is ontworpen om een kleiner aantal computerinstructies uit te voeren, zodat hij met een hogere snelheid kan werken.
RISC-instructiesets bevatten minder dan 100 instructies en gebruiken een vast instructieformaat. Deze methode maakt gebruik van een paar eenvoudige adresseringsmodi die een register-gebaseerde instructie gebruiken. In dit compiler-ontwikkelingsmechanisme zijn LOAD/STORE de enige afzonderlijke instructies voor toegang tot het geheugen.
KEY DIFFERENCES:
- In CISC is de instructie-verzameling zeer groot, die kan worden gebruikt voor complexe bewerkingen, terwijl in RISC de instructie-verzameling is gereduceerd, en de meeste van deze instructies zijn zeer primitief.
- De uitvoeringstijd van CISC-computers is zeer hoog, terwijl die van RISC-computers zeer laag is.
- In CISC is uitbreiding van de code geen probleem, terwijl uitbreiding van de code in RISC een probleem kan opleveren.
- In CISC is het decoderen van instructies ingewikkeld, terwijl dat in RISC eenvoudig is.
- CISC heeft extern geheugen nodig voor berekeningen, maar RISC heeft extern geheugen nodig voor berekeningen.
- CISC heeft slechts een enkele registerset, terwijl bij RISC meerdere registersets aanwezig zijn.
Kenmerken van CISC
Hier volgen belangrijke kenmerken van CISC
Een instructie is nodig om meerdere adresseringsmodi te ondersteunen.
- Een groot aantal instructies.
- Instructie-decoderingslogica zal complex zijn.
- Instructies voor speciale taken die niet vaak worden gebruikt.
- Een grote verscheidenheid aan adresseringsmodi.
- Het biedt instructie-indelingen met variabele lengte.
- Instructies zijn groter dan één woord.
- Instructies kunnen meer dan één klokcyclus duren om uitgevoerd te worden.
- Minder general-purpose registers omdat de bewerking in het geheugen zelf wordt uitgevoerd.
- Verschillende CISC-ontwerpen zijn voorzien van twee speciale registers voor de stack pointer voor het beheren van interrupts
Kenmerken van RISC
Hier volgen een aantal belangrijke kenmerken van RICS:
- Simpelere instructie-decodering
- Een aantal general-purpose registers.
- Eenvoudige adresseringsmodi
- Minder datatypes.
- Een pijplijn kan worden bereikt
- Een instructie per cyclus
- operaties van register naar register
- Eenvoudig instructieformaat
- Uitvoering van instructies zou sneller gaan
- Kleinere programma’s
Verschil tussen CISC en RISC
Hier volgen belangrijke verschillen tussen CISC vs. RISC
| CISC | RISC |
| Het heeft een hard-wired eenheid van programmering. | |
| De instructieset is gereduceerd, en de meeste van deze instructies zijn zeer primitief. | |
| De prestaties zijn geoptimaliseerd met de nadruk op hardware. | De prestaties zijn geoptimaliseerd met de nadruk op software |
| Meerdere registersets zijn aanwezig | Ze zijn meestal minder of niet gepipelinieerd | Dit type processoren is sterk gepipelinieerd |
| Uitvoeringstijd is zeer laag | |
| Code-uitbreiding kan een probleem opleveren. | |
| Het decoderen van instructies is eenvoudig. | Het vereist extern geheugen voor berekeningen | Het vereist geen extern geheugen voor berekeningen |
| Voorbeelden van CISC-processoren zijn de System/360, VAX, AMD, en Intel x86 CPU’s. | Gemeenschappelijke RISC-microprocessoren zijn ARC, Alpha, ARC, ARM, AVR, PA-RISC, en SPARC. |
| Instructies kunnen meerdere klokcycli duren | |
| Meer efficiënt gebruik van RAM dan RISC | |
| complexe instructies met variabele lengte | |
| Een groot aantal instructies | |
| Een beperkte adresseringsmodus | Een samengestelde adresseringsmodus |
| Belangrijke toepassingen zijn : Smartphones, PDA’s. | |
| vast (32-bits) formaat | |
| Afzonderlijke gegevens- en instructie-cache. |
CISC Voordelen
Hier, zijn voordelen van CISC
- In CISC is het eenvoudig om nieuwe commando’s in de chip toe te voegen zonder de structuur van de instructieset te hoeven veranderen
- Deze architectuur maakt het mogelijk om efficiënt gebruik te maken van het hoofdgeheugen
- De compiler hoeft niet erg ingewikkeld te zijn, zoals in het geval van CISC. De instructiesets kunnen zo worden geschreven dat ze overeenkomen met de structuren van high-level talen.
RISC Voordelen
Hier volgen de voor-/voordelen van RISC
- Complexe en efficiënte machine-instructies.
- Het biedt uitgebreide adresseringsmogelijkheden voor geheugenbeheer.
- Betrekkelijk weinig registers in vergelijking met RISC-processoren.
- Het helpt de instructieset te verkleinen.
- Het biedt beperkte adresseringsschema’s voor geheugenoperands.
CISC Nadelen
Hier zijn voordelen/nadelen van CISC
- Eerdere generaties van een processorfamilie zaten meestal als subset in elke nieuwe versie. Vandaar dat de instructieset & chip-hardware met elke generatie computers complexer wordt.
- De prestaties van de machine worden trager omdat de kloktijd die de verschillende instructies in beslag nemen, nooit gelijk zal zijn.
- Ze zijn groter omdat ze meer transistors nodig hebben
RISC Nadelen
Hier volgen de nadelen van RISC
- De prestaties van de RISC-processoren zijn afhankelijk van de programmeur of de compiler. De compiler speelt een belangrijke rol bij het omzetten van de CISC-code naar een RISC-code
- RISC-processoren hebben grote geheugencaches op de chip zelf.
- RISC-architectuur maakt het noodzakelijk dat de hardware op de chip voortdurend wordt geherprogrammeerd.