По чему се разликују РИСЦ и ЦИСЦ процесори?

Ако сте љубитељ технике, можда сте чули речи Рачунар са смањеним упутством (РИСЦ) и Компликовани рачунар са комплетом упутстава (ЦИСЦ). А ако случајно добро знате о рачунарима, можда ћете такође знати да се ови термини односе на различите начине дизајнирања процесора.

На пример, АРМ процесор у вашем телефону има РИСЦ архитектуру. Супротно томе, к86 процесор у вашем рачунару има ЦИСЦ дизајн.

Али која је разлика између РИСЦ и ЦИСЦ? Урадимо мало дубље и сазнајмо.

Шта је сет упутстава?

Кад год говоримо о различитим дизајном централне процесорске јединице (ЦПУ), једна од ствари о којој морамо разговарати је скуп инструкција.

Скуп инструкција ЦПУ-а је скуп операција које ЦПУ може да изврши нативно. То су операције које су кодиране у процесору на хардверском нивоу. Овај сет може да садржи од неколико до хиљаде упутстава, у зависности од дизајна процесора.

Другим речима, ЦПУ не може да изврши ниједну операцију која је изван његовог скупа инструкција, јер за то нема хардвер.

Искористимо аналогију да бисмо ово боље разумели. Узмимо пример сијалице. Произвођач сијалице дизајнирао је сијалицу за претварање електричне енергије у светлост. А сијалица то може да уради јер је хардвер изворно подржава.

У суштини, сијалица може само претворити електричну енергију у светлост и ништа друго.

Слично томе, скуп инструкција ЦПУ-а је скуп операција које хардвер ЦПУ-а омогућава. На пример, скоро сви ЦПУ имају инструкцију „Премештање“ у свом сету инструкција. Упутство „Премести“ узима неке податке из изворног простора за складиштење и премешта их у одредишни простор за складиштење.

Кад год ЦПУ треба да премешта неке податке, он тачно зна како се то ради, јер је хардвер дизајниран око њега.

Укратко, сет инструкција садржи све оне операције које ЦПУ подржава на хардверском нивоу.

Како ЦПУ ради?

ЦПУ је лавиринт електричних кола. Ови електрични кругови су дизајнирани на одређени начин да ЦПУ дају свој изворни сет инструкција. Дакле, оно зна како да изводи операције у скупу инструкција, јер има склоп за то.

Да би ЦПУ извршио одређену операцију, склоп који одговара тој операцији покреће се путем електричног сигнала. А једном када се склоп покрене, ЦПУ извршава рутину повезану са тим кругом.

Да би ЦПУ извршио сложене операције попут слања твита, софтверски програми отпуштају милионе електричне сигнале сваке секунде, сваки циљајући одређену инструкцију из скупа инструкција ПРОЦЕСОРИ.

Ту долази концепт РИС-а и ЦИС-а.

Шта је РИСЦ?

Као што и само име говори, ЦПУ заснован на РИСЦ-у има поједностављени скуп операција. Ова поједностављена упутства постижу једноставне циљеве и треба им само један циклус.

А пошто РИСЦ има једноставна упутства, ЦПУ не треба да има сложене склопове да би извршио ова упутства. Због тога су РИСЦ дизајни хардверски јефтинији за имплементацију.

Повезан: Зашто је мој телефон спорији од рачунара? Смартпхоне вс. Објашњене брзине радне површине

Да бисмо детаљније разумели РИСЦ ЦПУ, погледајмо принципе дизајна ЦПУ-а заснованих на РИСЦ-у.

Прво, РИСЦ процесори довршавају сваку инструкцију у једном циклусу.

Друго, РИСЦ ЦПУ изводе само операције над подацима ускладиштеним у регистрима. То је зато што је једно од главних уских грла у способности процесора да извршава задатке огромна неусклађеност између брзине процесора и брзине главне меморије. Главна меморија је изузетно спора у поређењу са ЦПУ-ом.

Повезан: Кратки и прљави водич за РАМ: Шта треба да знате

Дакле, ако ЦПУ мора да користи податке ускладиштене у главној меморији, уско ће сместити јединицу и процес ће бити спор. У РИСЦ дизајну, подаци се учитавају и чувају у регистрима на ЦПУ, јер су регистри много ближи брзини процесора од главне меморије.

Треће, РИСЦ упутства су довољно једноставна да не постоји слој интерпретативног микрокода који би упутства превео у једноставније форме.

И на крају, РИСЦ дизајнира потпорни цевовод за истовремено извршавање делова вишеструких инструкција. Будући да процесори са РИСЦ дизајном имају веће тактове, они су изузетно брзи. Цевовод је начин да се искористи ова брзина и изврше делови вишеструких упутстава за додатну ефикасност.

Укратко, РИСЦ ЦПУ имају једноставна упутства, веће тактове, ефикасну структуру цевовода, рад складишта на регистрима и могу извршавати упутства у једном циклусу.

Шта је ЦИСЦ?

ЦИСЦ је супротност РИСЦ-у у готово свим кључним областима. Готово сви чипови за радне површине имају ЦИСЦ дизајн.

Прво, ЦИСЦ упутства за дизајн су сложена и, према томе, захтевају слој микрокода за превођење у симплекс упутства.

Друго, за извршавање ЦИСЦ упутстава може бити потребно више циклуса процесора.

Треће од свега, цевовод није толико ефикасан у ЦИСЦ-у, а још је теже применити га због сложене природе ЦИСЦ упутстава.

Укратко, ЦПУ са ЦИСЦ архитектуром могу да изврше пуно операција у једној сложеној инструкцији. Али упутству је потребно више циклуса да би се завршило, теже га је користити у цевоводу и захтева пуно кола на процесору.

РИСЦ вс. ЦИСЦ: Кључне разлике

Главна разлика између РИСЦ и ЦИСЦ је врста инструкција које извршавају.

РИСЦ упутства су једноставна, изводе само једну операцију, а ЦПУ их може извршити у једном циклусу.

С друге стране, ЦИСЦ упутства спакују гомилу операција. Дакле, ЦПУ не може да их изврши у једном циклусу.

Упутства су такође разлог зашто РИСЦ ЦПУ подржавају цевовод од самог почетка, а ЦИСЦ ЦПУ теже. Уз РИСЦ, упутства су довољно једноставна да се могу извршити у деловима. Ово је теже учинити са ЦИСЦ-ом због сложене природе упутстава.

Даље, за разлику од РИСЦ, ЦИСЦ упутства могу радити директно из РАМ-а. Дакле, нема потребе за извођењем одвојених операција утовара / складиштења у дизајну ЦИСЦ.

Коначно, хардверски захтеви за ЦИСЦ дизајн су већи од оних за РИСЦ дизајн, јер ЦИСЦ захтева сложене инструкције које треба уградити у ЦПУ хардвер. У основи, оно што ЦИСЦ постиже хардвером, РИСЦ жели постићи софтвером.

Због тога програми који циљају ЦИСЦ архитектуру имају мање редова кода, јер саме инструкције обрађују многе операције.

И РИСЦ и ЦИСЦ имају предности и недостатке

Ниједан савремени процесор није у потпуности заснован ни на РИСЦ ни на ЦИСЦ. Савремени процесори укључују филозофију дизајна обе архитектуре како би постигли најбоље из оба света. На пример, к86 архитектура коју АМД користи је првенствено ЦИСЦ, али има микрокод за претварање сложених инструкција у једноставне смањене инструкције налик РИСЦ-у.

Дакле, за разлику од процесора из прошлог века, модерни ЦПУ су еволуирали даље од једноставне РИСЦ или ЦИСЦ класификације.

12 Непотребних Виндовс програма и апликација које бисте требали деинсталирати

Питате се које Виндовс 10 апликације да деинсталирате? Ево неколико непотребних Виндовс 10 апликација, програма и блоатваре-а које бисте требали уклонити.

Прочитајте следеће

О аутору