Ha Ön műszaki rajongó, akkor hallotta a Reduced Instruction Set Computer (RISC) és a Complex Instruction Set Computer (CISC) szavakat. És ha véletlenül tud valamit a számítógépekről, akkor azt is tudhatja, hogy ezek a kifejezések a processzor tervezésének különböző módjaira utalnak.
Például a telefon ARM processzora RISC architektúrával rendelkezik. Ezzel szemben a számítógép x86 processzora CISC kialakítású.
De mi a különbség a RISC és a CISC között? Merüljünk egy kicsit mélyebbre és derítsük ki.
Mi az az utasításkészlet?
Amikor különféle központi processzor (CPU) kialakításokról beszélünk, az egyik dolog, amiről beszélnünk kell, az az utasításkészlet.
A CPU utasításkészlete azon műveletek összessége, amelyeket a CPU natív módon képes végrehajtani. Ezek azok a műveletek, amelyeket hardver szinten kódolnak a CPU-ban. Ez a készlet néhány - ezer utasításokat tartalmazhat, a CPU felépítésétől függően.
Más szavakkal, a CPU nem hajthat végre olyan műveleteket, amelyek kívül esnek az utasításkészletén, mert nincs hozzá hardver.
Használjunk hasonlatot, hogy ezt jobban megértsük. Vegyünk egy villanykörte példáját. A villanykörte gyártója úgy tervezte az izzót, hogy villamos energiává alakítsa. Izzó pedig képes erre, mert a hardver natív módon támogatja.
Lényegében egy villanykörte csak villanommá alakíthatja fényt, és semmi mást.
Hasonlóképpen, a CPU utasításkészlete az a műveletek összessége, amelyet a CPU hardvere lehetővé tesz. Például szinte az összes CPU tartalmaz egy „Move” utasítást az utasításkészletében. A „Move” utasítás elvesz néhány adatot a forrás tárhelyéből, és áthelyezi azokat a cél tárhelyére.
Amikor egy CPU-nak szüksége van bizonyos adatok áthelyezésére, pontosan tudja, hogyan kell csinálni, mert a hardvert körülötte tervezték.
Röviden: egy utasításkészlet tartalmazza mindazokat a műveleteket, amelyeket a CPU hardver szinten támogat.
Hogyan működik a CPU?
A CPU az elektromos áramkörök útvesztője. Ezeket az elektromos áramköröket úgy alakították ki, hogy a CPU-nak natív utasításkészletét adják. Tehát csak azt tudja, hogyan kell végrehajtani a műveleteket egy utasításkészletben, mivel megvan az ehhez szükséges áramkör.
Annak érdekében, hogy a CPU bizonyos műveletet hajtson végre, az adott műveletnek megfelelő áramkört elektromos jel indítja el. És miután egy áramkör elindult, a CPU végrehajtja az adott áramkörhöz tartozó rutint.
Annak érdekében, hogy a CPU olyan bonyolult műveleteket hajtson végre, mint egy tweet küldése, a szoftverek milliókat indítanak elektromos jelek másodpercenként, mindegyik egy adott utasítást céloz meg a PROCESSZOR.
Itt jön létre a RIS és a FÁK fogalma.
Mi az a RISC?
Ahogy a neve is sugallja, a RISC-alapú CPU egyszerűsített műveletekkel rendelkezik. Ezek az egyszerűsített utasítások egyszerű célokat érnek el, és csak egy ciklust vesznek igénybe.
Mivel a RISC egyszerű utasításokkal rendelkezik, a CPU-nak nem kell összetett áramkörrel rendelkeznie az utasítások végrehajtásához. A RISC tervek hardveresen is olcsóbbak.
Összefüggő: Miért lassabb a telefonom, mint a számítógépem? Okostelefon vs. Az asztali sebesség magyarázata
A RISC CPU részletesebb megértéséhez nézzük meg a RISC alapú CPU-k tervezési alapelveit.
Először is, a RISC CPU-k minden utasítást egyetlen ciklusban teljesítenek.
Másodszor, a RISC CPU-k csak a regiszterekben tárolt adatokon hajtanak végre műveleteket. Ennek oka, hogy a CPU feladatellátási képességének egyik fő szűk keresztmetszete a CPU sebessége és a fő memória sebességének hatalmas eltérése. A fő memória szuper lassú a CPU-hoz képest.
Összefüggő: Gyors és piszkos útmutató a RAM-hoz: amit tudnia kell
Tehát, ha egy CPU-nak a fő memóriában tárolt adatokat kell használnia, akkor az megszakítja az egységet, és a folyamat lassú lenne. A RISC kialakításakor az adatokat a CPU regisztereiben töltik be és tárolják, mert a regiszterek sokkal közelebb vannak a CPU sebességéhez, mint a fő memória.
Harmadszor, a RISC utasítások elég egyszerűek ahhoz, hogy nincs olyan értelmező mikrokódréteg, amely az utasításokat egyszerűbb formákra fordítja.
Végül a RISC úgy tervezi meg a támogató csővezetéket, hogy egyszerre több utasítás egy részét hajtsa végre. Mivel a RISC tervezésű CPU-k nagyobb órajelűek, kivételesen gyorsak. A csővezeték segítségével ki lehet használni ezt a sebességet, és a hatékonyság érdekében több utasítás egyes részeit végre lehet hajtani.
Röviden, a RISC CPU-k egyszerű utasításokkal, nagyobb órajel-sebességgel, hatékony csővezeték-felépítéssel, terhelés-tárolási művelettel rendelkeznek a regisztereken, és egyetlen ciklusban képesek végrehajtani az utasításokat.
Mi a CISC?
A CISC szinte az összes kulcsfontosságú területen a RISC ellentéte. Szinte az összes asztali chip CISC kivitelű.
Először is, a CISC tervezési utasításai összetettek, és ezért egy mikrokódréteget igényelnek, hogy az egyszerű utasításokká alakuljon át.
Másodszor, a CISC utasítások végrehajtása több CPU-ciklust is igénybe vehet.
Harmadszor: a csővezetékkezelés a CISC-ben nem annyira hatékony, és a CISC utasításainak összetett jellege miatt még nehezebb megvalósítani.
Röviden, a CISC architektúrájú CPU-k sok műveletet képesek végrehajtani egy összetett utasításban. De az utasítás végrehajtása több ciklust igényel, nehezebb használni a folyamatban, és sok áramkört igényel a CPU-n.
RISC vs. CISC: Főbb különbségek
A fő különbség a RISC és a CISC között az általuk végrehajtott utasítások típusa.
A RISC utasítások egyszerűek, csak egy műveletet hajtanak végre, és a CPU egy ciklus alatt képes végrehajtani őket.
A CISC utasításai viszont egy csomó műveletet tartalmaznak. Tehát a CPU nem tudja végrehajtani őket egy ciklus alatt.
Az utasítások az oka annak is, hogy a RISC CPU-k támogatják a továbbvezetést a get-go-tól, és a CISC CPU-k nehezebben járnak vele. A RISC használatával az utasítások elég egyszerűek, így részenként végrehajthatók. Ezt a CISC-vel nehezebb megtenni az utasítások összetett jellege miatt.
Ezután a RISC-től eltérően a CISC utasításai közvetlenül a RAM-ról működhetnek. Tehát nincs szükség külön betöltési / tárolási műveletek végrehajtására a CISC tervezésében.
Végül a CISC tervezés hardverigénye magasabb, mint a RISC tervezésé, mivel a CISC komplex utasításokat igényel a CPU hardverébe. Lényegében, amit a CISC hardverrel ér el, a RISC célja a szoftver.
Ezért van az, hogy a CISC architektúrát megcélzó programok kevesebb kódsorral rendelkeznek, mert az utasítások maguk is sok műveletet kezelnek.
A RISC-nek és a CISC-nek egyaránt vannak előnyei és hátrányai
Egyetlen modern processzor sem teljes egészében a RISC vagy a CISC alapú. A modern processzorok beépítik mindkét architektúra tervezési filozófiáját, hogy mindkét világ legjobb eredményeit elérjék. Például az AMD által használt x86 architektúra elsősorban CISC, de rendelkezik mikrokóddal az összetett utasítások egyszerű RISC-szerű, redukált utasításokká alakításához.
Tehát az elmúlt évszázad processzoraitól eltérően a modern CPU-k túlmutattak egy egyszerű RISC vagy CISC osztályozáson.
Kíváncsi arra, hogy mely Windows 10 alkalmazásokat kell eltávolítani? Itt van néhány felesleges Windows 10 alkalmazás, program és bloatware, amelyet el kell távolítania.
Olvassa el a következőt
- Technológia magyarázata
- processzor
- Hardver tippek
- Számítógépes tippek
Fawad főállású szabadúszó író. Szereti a technológiát és az ételt. Amikor nem eszik és nem ír a Windowsról, vagy videojátékokat játszik, vagy a mókás Techsava blogjához ír.
Iratkozzon fel hírlevelünkre
Csatlakozzon hírlevelünkhöz, amely műszaki tippeket, véleményeket, ingyenes e-könyveket és exkluzív ajánlatokat tartalmaz!
Még egy lépés…!
Kérjük, erősítse meg e-mail címét az imént elküldött e-mailben.
