Sự khác biệt giữa kiến ​​trúc RISC và CISC là gì

Kiến trúc của Bộ xử lý trung tâm (CPU) vận hành khả năng hoạt động từ “Kiến trúc tập lệnh” đến nơi nó được thiết kế. Thiết kế kiến ​​trúc của CPU là Tính toán tập lệnh giảm (RISC) và Tính toán tập lệnh phức tạp (CISC). Một bộ xử lý như CISC có khả năng thực hiện các hoạt động nhiều bước hoặc các chế độ địa chỉ trong một tập lệnh. Đó là thiết kế CPU nơi một lệnh hoạt động với một số hành động cấp thấp. Ví dụ, lưu trữ bộ nhớ, tải từ bộ nhớ và một phép toán số học. Tính toán tập lệnh rút gọn là một chiến lược thiết kế Bộ xử lý trung tâm dựa trên tầm nhìn rằng tập lệnh cơ bản mang lại hiệu suất tuyệt vời khi kết hợp với một bộ vi xử lý kiến trúc có khả năng thực hiện các lệnh bằng cách sử dụng một số chu trình vi xử lý cho mỗi lệnh. Bài viết này thảo luận về sự khác biệt giữa kiến ​​trúc RISC và CISC. Phần cứng của Intel được đặt tên là Máy tính tập lệnh phức hợp (CISC) và phần cứng của Apple là Máy tính tập lệnh giảm (RISC).

Sự khác biệt giữa kiến ​​trúc RISC và CISC

Trước khi chúng ta thảo luận về sự khác biệt giữa RISC và kiến ​​trúc CISC cho chúng tôi biết về các khái niệm RISC và CISC

Bộ xử lý RISC và CISC

RISC là gì?

Máy tính tập lệnh rút gọn là máy tính chỉ sử dụng các lệnh đơn giản có thể được chia thành nhiều lệnh để đạt được hoạt động mức thấp trong một chu kỳ CLK duy nhất, như tên gọi của nó đề xuất “Bộ lệnh giảm”.

RISC là một bộ vi xử lý Máy tính Bộ lệnh Giảm và kiến ​​trúc của nó bao gồm một bộ lệnh được tùy chỉnh cao. Chức năng chính của việc này là giảm thời gian thực hiện lệnh bằng cách giới hạn cũng như tối ưu hóa số lượng lệnh. Vì vậy, mỗi chu kỳ lệnh sử dụng một chu kỳ đồng hồ duy nhất trong đó mỗi chu kỳ đồng hồ bao gồm ba tham số là tìm nạp, giải mã và thực thi.

Loại bộ xử lý chủ yếu được sử dụng để thực hiện một số lệnh khó bằng cách hợp nhất chúng thành những lệnh đơn giản hơn. Bộ xử lý RISC cần một số bóng bán dẫn để thiết kế và nó làm giảm thời gian thực thi lệnh. Các ví dụ tốt nhất về bộ xử lý RISC bao gồm PowerPC, SUN’s SPARC, RISC-V, vi xử lý PIC, v.v.

Kiến trúc RISC

Thuật ngữ RISC là viết tắt của ‘’ Máy tính Bộ hướng dẫn Giảm ’’. Nó là một kế hoạch thiết kế CPU dựa trên các đơn đặt hàng đơn giản và hoạt động nhanh chóng.

Đây là một bộ hướng dẫn nhỏ hoặc rút gọn. Ở đây, mọi chỉ dẫn đều mong đạt được những công việc rất nhỏ. Trong máy này, các tập lệnh khiêm tốn và đơn giản, giúp tạo ra các lệnh phức tạp hơn. Mỗi lệnh có độ dài tương tự, chúng được quấn lại với nhau để thực hiện các nhiệm vụ phức hợp trong một thao tác duy nhất. Hầu hết các lệnh được hoàn thành trong một chu kỳ máy. Đường ống này là một kỹ thuật quan trọng được sử dụng để tăng tốc các máy RISC.

Nét đặc trưng

Các đặc điểm của RISC bao gồm những điều sau đây.

• Kiến trúc đường ống
• Số lượng hướng dẫn bị hạn chế cũng như giảm
• Các hướng dẫn như tải cũng như lưu trữ có quyền truy cập vào bộ nhớ
• Chế độ giải quyết ít hơn
• Hướng dẫn là thống nhất và định dạng của nó có thể được đơn giản hóa

Ưu điểm

Những ưu điểm của bộ xử lý RISC bao gồm những điều sau đây.

• Hiệu suất của bộ xử lý này là tốt vì không dễ dàng và hạn chế. của tập lệnh.
• Bộ xử lý này sử dụng một số bóng bán dẫn trong thiết kế để việc chế tạo rẻ hơn.
• Bộ xử lý RISC cho phép lệnh sử dụng không gian mở trên bộ vi xử lý do tính đơn giản của nó.
• Nó rất đơn giản khi so sánh với một bộ xử lý khác do nó có thể hoàn thành nhiệm vụ của mình trong một chu kỳ đồng hồ duy nhất.

Nhược điểm

Những nhược điểm của bộ xử lý CISC bao gồm những điều sau đây.

• Hiệu suất của bộ xử lý này có thể thay đổi dựa trên mã được thực thi vì các lệnh tiếp theo có thể phụ thuộc vào lệnh trước đó để thực hiện chúng trong một chu kỳ.
• Lệnh phức tạp thường được sử dụng bởi trình biên dịch và lập trình
• Các bộ xử lý này cần bộ nhớ rất nhanh để giữ các lệnh khác nhau sử dụng một bộ sưu tập bộ nhớ đệm khổng lồ để phản ứng với lệnh trong thời gian ngắn hơn.

CISC là gì?

Nó được phát triển bởi Tập đoàn Intel và nó là Máy tính Bộ Hướng dẫn Phức hợp. Bộ xử lý này bao gồm một bộ sưu tập khổng lồ các lệnh từ đơn giản đến phức tạp. Các hướng dẫn này được chỉ định trong cấp độ hợp ngữ và việc thực hiện các lệnh này mất nhiều thời gian hơn.

Máy tính tập lệnh phức tạp là máy tính mà các lệnh đơn lẻ có thể thực hiện nhiều thao tác cấp thấp như tải từ bộ nhớ, hoạt động số học và lưu trữ bộ nhớ hoặc được thực hiện bằng các quy trình nhiều bước hoặc chế độ địa chỉ trong các lệnh đơn, như tên gọi của nó đề xuất 'Bộ hướng dẫn phức tạp'.

Vì vậy, bộ xử lý này di chuyển để giảm số lượng lệnh trên mọi chương trình và bỏ qua số chu kỳ cho mỗi lệnh. Nó nhấn mạnh để tập hợp các hướng dẫn phức tạp một cách công khai trong phần cứng vì phần cứng luôn được so sánh với phần mềm. Tuy nhiên, chip CISC tương đối chậm hơn so với chip RISC nhưng sử dụng lệnh nhỏ so với RISC. Các ví dụ tốt nhất về bộ xử lý CISC bao gồm AMD, VAX, System / 360 & Intel x86.

Kiến trúc CISC

Thuật ngữ CISC là viết tắt của ‘’ Máy tính Bộ Hướng dẫn Phức hợp ’’. Nó là một kế hoạch thiết kế CPU dựa trên các lệnh đơn, có kỹ năng thực hiện các hoạt động nhiều bước.

Máy tính CISC có các chương trình nhỏ. Nó có một số lượng lớn các lệnh ghép, mất nhiều thời gian để thực hiện. Ở đây, một tập hợp các hướng dẫn được bảo vệ trong một số bước, mỗi tập lệnh có thêm hơn 300 hướng dẫn riêng biệt. Các hướng dẫn tối đa được hoàn thành trong hai đến mười chu kỳ máy. Trong CISC, hướng dẫn pipelining không dễ thực hiện.

Nét đặc trưng

Các đặc điểm chính của bộ xử lý RISC bao gồm những điều sau đây.

• CISC có thể mất nhiều thời gian hơn để thực thi mã so với một chu kỳ đồng hồ duy nhất.
• CISC hỗ trợ các ngôn ngữ cấp cao để biên dịch đơn giản và cấu trúc dữ liệu phức tạp.
• Nó được thu thập với nhiều nút địa chỉ hơn, ít đăng ký hơn bình thường từ 5 đến 20.
• Để viết một ứng dụng, cần ít hướng dẫn hơn
• Độ dài mã rất ngắn, vì vậy nó cần RAM cực kỳ nhỏ.
• Nó làm nổi bật hướng dẫn về phần cứng khi thiết kế vì thiết kế nhanh hơn phần mềm.
• Hướng dẫn lớn hơn so với một từ duy nhất.
• Nó cho phép lập trình đơn giản trong hợp ngữ.

Ưu điểm

Các lợi thế của CISC bao gồm những điều sau đây.

• Bộ xử lý này sẽ tạo ra một thủ tục để xử lý việc sử dụng điện năng điều chỉnh tốc độ của đồng hồ và điện áp.
• Trong bộ xử lý CISC, trình biên dịch cần một nỗ lực nhỏ để thay đổi chương trình hoặc câu lệnh từ mức cao sang hợp ngữ khác ngôn ngữ máy.
• Một lệnh duy nhất có thể được thực thi bằng cách sử dụng các tác vụ cấp thấp khác nhau
• Nó không sử dụng nhiều bộ nhớ do độ dài mã ngắn.
• CISC sử dụng ít tập lệnh hơn để thực hiện cùng một lệnh như RISC.
• Hướng dẫn có thể được lưu trữ trong RAM trên mọi CISC

Nhược điểm

Những nhược điểm của CISC bao gồm những điều sau đây.

• Các hướng dẫn hiện có được CISC sử dụng là 20% trong một sự kiện của chương trình.
• So với bộ xử lý RISC, bộ xử lý CISC rất chậm trong khi thực hiện mọi chu kỳ lệnh trên mọi chương trình.
• Bộ xử lý này sử dụng số lượng bóng bán dẫn so với RISC.
• Việc thực thi đường ống trong CISC sẽ gây khó khăn cho việc sử dụng.
• Hiệu suất máy giảm vì tốc độ thấp của đồng hồ.

Sự khác biệt giữa kiến ​​trúc RISC và CISC

Sự khác biệt giữa RISC và CISC

Sự khác biệt chính giữa RISC và CISC

Sự khác biệt chính giữa RISC và CISC bao gồm những điều sau đây.

• Kích thước của một tập lệnh nhỏ so với RISC.
• Trong RISC, điều khiển CPU có thể được thực hiện bằng dây cứng mà không cần bộ nhớ điều khiển trong khi CISC là vi mã sử dụng ROM, tuy nhiên, bộ xử lý CISC hiện tại cũng sử dụng điều khiển có dây cứng.
• Bộ xử lý RISC hoạt động với 32 bit cho mỗi lệnh và thường dựa trên thanh ghi trong khi CISC sử dụng định dạng không đồng đều trong khoảng từ 16 bit đến 64 bit cho mỗi lệnh.
• Kiến trúc RISC bao gồm thiết kế bộ nhớ đệm lệnh và dữ liệu phân tách trong khi kiến ​​trúc CISC bao gồm một bộ đệm hợp nhất dành cho dữ liệu và lệnh, mặc dù hầu hết các thiết kế gần đây cũng sử dụng bộ nhớ đệm phân chia.
• Trong bộ xử lý RISC, cơ chế bộ nhớ được sử dụng là thanh ghi để đăng ký bao gồm các lệnh như STORE & LOAD độc lập. Trong CISC, cơ chế của bộ nhớ được sử dụng là bộ nhớ tới bộ nhớ để thực hiện các hoạt động khác nhau bao gồm các lệnh như LOAD & STORE.
• Các thanh ghi mục đích chung được sử dụng trong bộ xử lý RISC là 32 đến 192 trong khi RISC sử dụng 8 đến 24 GPR.
• Trong bộ xử lý RISC, đồng hồ đơn được sử dụng và các chế độ địa chỉ bị hạn chế trong khi trong CISC, nó sử dụng đồng hồ đa và các chế độ địa chỉ nằm trong khoảng từ 12 đến 24.
• Các sự khác biệt giữa tập lệnh RISC và CISC là, RISC ISA làm nổi bật phần mềm so với phần cứng. Tập lệnh của bộ xử lý RISC sử dụng phần mềm hiệu quả hơn như mã hoặc trình biên dịch thông qua ít lệnh hơn. Các ISA của CISC sử dụng một số bóng bán dẫn trong phần cứng để thực thi một số lệnh cũng như các lệnh phức tạp bổ sung.

Các lợi thế của RISC so với CISC bao gồm những điều sau đây.

Trong sự phát triển hiện nay của bộ vi xử lý máy tính, bộ vi xử lý RISC (máy tính tập lệnh rút gọn) là bộ vi xử lý được sử dụng thường xuyên và quan trọng nhất. Trong một số điều kiện nhất định, các thiết bị dựa trên bộ xử lý này sẽ mang lại những lợi ích quan trọng so với CISC (máy tính tập lệnh phức tạp). Trong phần trên, một so sánh ngắn gọn giữa cả hai bộ vi xử lý được thảo luận.

Hiệu suất của bộ xử lý RISC cao hơn từ hai đến bốn lần so với bộ xử lý CISC do tập lệnh cơ bản. Kiến trúc của bộ xử lý này sử dụng rất ít dung lượng do tập lệnh giảm và điều này sẽ tạo ra các chức năng bổ sung như quản lý bộ nhớ hoặc đơn vị số học dấu phẩy động trên một chip tương tự.

Bài viết này thảo luận về các khái niệm RISC, CISC và sự khác biệt. Khi các bộ vi xử lý đầu tiên, cũng như vi điều khiển được giới thiệu, không có kiến ​​trúc nào tốt hơn và phù hợp hơn. Khi các bộ xử lý này được triển khai, kiến ​​trúc CISC được sử dụng chủ yếu do thiếu hỗ trợ phần mềm trong Bộ xử lý RISC . Điều này chủ yếu là để xây dựng tất cả phần cứng cũng như phần mềm của họ trở lại phù hợp thông qua bộ vi xử lý 8086 đầu tiên của họ. Chúng tôi hy vọng rằng bạn đã hiểu rõ hơn về khái niệm này. Hơn nữa, đối với bất kỳ nghi ngờ nào về khái niệm này, hoặc thực hiện bất kỳ dự án điện và điện tử nào , vui lòng đưa ra phản hồi của bạn bằng cách bình luận ở phần bình luận bên dưới.