RISCアーキテクチャとCISCアーキテクチャの違いは何ですか

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中央処理装置(CPU)のアーキテクチャは、「命令セットアーキテクチャ」から設計された場所まで機能する能力を操作します。 CPUのアーキテクチャ設計は、縮小命令セットコンピューティング(RISC)と複雑な命令セットコンピューティング(CISC)です。 CISCのようなプロセッサには、1つの命令セット内でマルチステップ演算またはアドレッシングモードを実行する能力があります。これは、1つの命令が複数の低レベルの動作を実行するCPU設計です。たとえば、メモリストレージ、メモリからのロード、算術演算などです。縮小命令セットコンピューティングは、基本的な命令セットを組み合わせたときに優れたパフォーマンスを発揮するというビジョンに基づいた中央処理装置の設計戦略です。 マイクロプロセッサ 命令ごとにいくつかのマイクロプロセッササイクルを使用して命令を実行する能力を備えたアーキテクチャ。この記事では、RISCアーキテクチャとCISCアーキテクチャの違いについて説明します。 Intelのハードウェア部分はComplexInstruction Set Computer(CISC)と呼ばれ、AppleハードウェアはReduced Instruction Set Computer(RISC)と呼ばれます。

RISCアーキテクチャとCISCアーキテクチャの違い

の違いについて説明する前に RISCおよびCISCアーキテクチャ RISCとCISCの概念について教えてください




RISCおよびCISCプロセッサ

RISCおよびCISCプロセッサ

RISCとは何ですか?

縮小命令セットコンピュータは、その名前が「縮小命令セット」を提案しているように、単一のCLKサイクル内で低レベルの動作を実現するいくつかの命令に分割できる単純なコマンドのみを使用するコンピュータです。



RISCは縮小命令セットコンピュータマイクロプロセッサであり、そのアーキテクチャには高度にカスタマイズされた命令セットが含まれています。これの主な機能は、コマンドの数を制限および最適化することにより、命令の実行時間を短縮することです。したがって、各コマンドサイクルは単一のクロックサイクルを使用し、すべてのクロックサイクルには、フェッチ、デコード、および実行という3つのパラメータが含まれます。

この種のプロセッサは主に、いくつかの難しいコマンドをより単純なコマンドにマージして実行するために使用されます。 RISCプロセッサは、設計するために多数のトランジスタを必要とし、実行のための命令時間を短縮します。 RISCプロセッサの最良の例には、PowerPC、SUNのSPARC、RISC-V、MicrochipPICプロセッサなどがあります。

RISCアーキテクチャ

RISCという用語は、「縮小命令セットコンピュータ」の略です。簡単な注文に基づいたCPU設計計画であり、迅速に動作します。


これは、小さなまたは縮小された一連の命令です。ここでは、すべての命令が非常に小さな仕事を達成することが期待されています。このマシンでは、命令セットは控えめで単純であり、より複雑なコマンドを構成するのに役立ちます。各命令の長さは同じで、1回の操作で複合タスクを実行するためにまとめられています。ほとんどのコマンドは、1つのマシンサイクルで完了します。このパイプライン処理は、RISCマシンを高速化するために使用される重要な手法です。

特徴

RISCの特徴は次のとおりです。

  • パイプラインアーキテクチャ
  • 命令の数は制限されるだけでなく減少します
  • ロードやストアなどの命令には、メモリへのエントリの権利があります
  • アドレッシングモードは少ない
  • 命令は統一されており、そのフォーマットは単純化できます

利点

RISCプロセッサの利点は次のとおりです。

  • このプロセッサのパフォーマンスは、簡単で限られた数のために良好です。命令セットの。
  • このプロセッサは、設計に複数のトランジスタを使用しているため、製造コストが低くなります。
  • RISCプロセッサは、その単純さにより、命令がマイクロプロセッサのオープンスペースを利用できるようにします。
  • これにより、他のプロセッサと比較して非常にシンプルで、1クロックサイクル以内にタスクを完了することができます。

短所

CISCプロセッサの欠点は次のとおりです。

  • 次のコマンドは、サイクル内での実装の前の命令に依存する可能性があるため、このプロセッサのパフォーマンスは、実行されたコードに基づいて変化する可能性があります。
  • 複雑な命令は、コンパイラーやプログラマーによって頻繁に使用されます
  • これらのプロセッサは、キャッシュメモリの膨大なコレクションを使用してコマンドに短時間で反応するさまざまな命令を保持するために、非常に高速なメモリを必要とします。

CISCとは何ですか?

これはIntelCorporationによって開発されたもので、Complex Instruction SetComputerです。このプロセッサには、単純な命令から複雑な命令までの膨大なコレクションが含まれています。これらの命令はアセンブリ言語レベルのレベルで指定されており、これらの命令の実行にはさらに時間がかかります。

複雑な命令セットコンピュータは、単一の命令がメモリからのロード、算術演算、メモリストアなどの多数の低レベルの演算を実行できるか、その名前として、単一の命令でマルチステッププロセスまたはアドレッシングモードによって実行されるコンピュータです。 「複雑な命令セット」を提案します。

したがって、このプロセッサは、すべてのプログラムの命令数を減らし、各命令のサイクル数を無視するように移動します。ハードウェアは常にソフトウェアと比較されるため、ハードウェア内で複雑な命令をオープンにアセンブルすることを強調しています。ただし、CISCチップはRISCチップと比較して比較的低速ですが、RISCと比較して小さな命令を使用します。 CISCプロセッサの最良の例には、AMD、VAX、System / 360、Intelx86が含まれます。

CISCアーキテクチャ

CISCという用語は、「Complex InstructionSetComputer」の略です。これは、マルチステップ操作の実行に熟練した単一コマンドに基づくCPU設計計画です。

CISCコンピューターには小さなプログラムがあります。複合命令が多数あり、実行に時間がかかります。ここでは、単一の命令セットがいくつかのステップで保護されており、各命令セットには300を超える個別の命令があります。最大命令は2〜10マシンサイクルで終了します。 CISCでは、命令パイプラインは簡単に実装できません。

特徴

RISCプロセッサの主な特徴は次のとおりです。

  • CISCは、クロックサイクルのみと比較して、コードの実行に時間がかかる場合があります。
  • CISCは、単純なコンパイルと複雑なデータ構造のための高級言語をサポートしています。
  • これは、より多くのアドレス指定ノード、通常は5から20までのより少ないレジスタで収集されます。
  • アプリケーションを書くために、より少ない指示が必要です
  • コード長が非常に短いため、必要なRAMは非常に小さくなります。
  • ソフトウェアよりも設計が速いため、設計中のハードウェアに関する指示を強調しています。
  • 指示は、1つの単語に比べて大きくなります。
  • アセンブリ言語内で簡単なプログラミングを提供します。

利点

ザ・ CISCの利点 以下のものが含まれます。

  • このプロセッサは、クロックと電圧の速度を調整する電力の使用を処理する手順を作成します。
  • CISCプロセッサでは、コンパイラは、プログラムまたはステートメントを高レベルからアセンブリ、または機械語に変更するために少しの努力を必要とします。
  • さまざまな低レベルのタスクを使用して、単一の命令を実行できます
  • コードの長さが短いため、メモリをあまり使用しません。
  • CISCは、RISCと同じ命令を実行するために使用する命令セットが少なくなります。
  • 命令はすべてのCISCのRAMに保存できます

短所

CISCの欠点は次のとおりです。

  • CISCで使用される既存の命令は、プログラムイベント内で20%です。
  • RISCプロセッサと比較すると、CISCプロセッサは、すべてのプログラムですべての命令サイクルを実行している間、非常に低速です。
  • このプロセッサは、RISCと比較して多くのトランジスタを使用します。
  • CISC内でパイプラインを実行すると、使用が困難になります。
  • クロックの速度が遅いため、マシンのパフォーマンスが低下します。

RISCアーキテクチャとCISCアーキテクチャの違い

RISCとCISCの違い

RISCとCISCの違い

危険

CISC

1. RISCは、縮小命令セットコンピューターの略です。1. CISCは、Complex Instruction SetComputerの略です。
2. RISCプロセッサには、約1クロックサイクルかかる単純な命令があります。命令あたりの平均クロックサイクル(CPI)は1.5です2. CSICプロセッサには、実行に複数のクロックを使用する複雑な命令があります。命令あたりの平均クロックサイクル(CPI)は、2から15の範囲です。
3.ソフトウェアに重点を置いてパフォーマンスを最適化3.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。
4.メモリユニットがなく、個別のハードウェアを使用して命令を実装します。4.複雑な命令を実装するためのメモリユニットがあります。
5.それはプログラミングのハードワイヤードユニットを持っています。5.マイクロプログラミングユニットがあります。
6.6。 命令セットは削減されます。つまり、命令セットには少数の命令しかありません。これらの命令の多くは非常に原始的です。 6.6。 命令セットには、複雑な操作に使用できるさまざまな異なる命令があります。
7。 命令セットには、複雑な操作に使用できるさまざまな異なる命令があります。 7。 CISCには多くの異なるアドレッシングモードがあるため、高水準プログラミング言語ステートメントをより効率的に表すために使用できます。
8.複雑なアドレッシングモードは、ソフトウェアを使用して合成されます。8.CISCはすでに複雑なアドレッシングモードをサポートしています
9.複数のレジスタセットが存在します9.単一のレジスタセットのみ
10.RISCプロセッサは高度にパイプライン化されています10.それらは通常パイプライン化されていないか、パイプライン化されていません
11. RISCの複雑さは、プログラムを実行するコンパイラにあります11.複雑さはマイクロプログラムにあります
12.実行時間は非常に短いです12.実行時間が非常に長い
13.コードの拡張が問題になる可能性があります13.コード拡張は問題ではありません
14.命令のデコードは簡単です。14.命令のデコードは複雑です
15.計算に外部メモリを必要としません15.計算には外部メモリが必要です
16.最も一般的なRISCマイクロプロセッサは、Alpha、ARC、ARM、AVR、MIPS、PA-RISC、PIC、Power Architecture、およびSPARCです。16. CISCプロセッサの例は、System / 360、VAX、PDP-11、Motorola 68000ファミリ、AMD、およびIntel x86CPUです。
17. RISCアーキテクチャは、ビデオ処理、電気通信、画像処理などのハイエンドアプリケーションで使用されます。17. CISCアーキテクチャは、セキュリティシステム、ホームオートメーションなどのローエンドアプリケーションで使用されます。

RISCとCISCの主な違い

RISCとCISCの主な違いは次のとおりです。

  • 命令セットのサイズは、RISCと比較して小さいです。
  • RISCでは、CPU制御は制御メモリを含まずにハードワイヤードで実行できますが、CISCはROMを使用してマイクロコード化されていますが、現在のCISCプロセッサもハードワイヤード制御を利用しています。
  • RISCプロセッサは各命令に対して32ビットで動作し、多くの場合レジスタに基づいていますが、CISCは各命令に対して16ビットから64ビットの範囲の不均一なフォーマットを利用します。
  • RISCアーキテクチャには、命令キャッシュと分割データの設計が含まれていますが、CISCアーキテクチャには、データと命令を対象とした統合キャッシュが含まれていますが、最新の設計では分割キャッシュも使用されています。
  • RISCプロセッサでは、使用されるメモリのメカニズムは、STOREや独立したLOADなどの命令を含むレジスタ間です。 CISCでは、使用されるメモリのメカニズムは、LOAD&STOREなどの命令を含むさまざまな操作を実行するためのメモリ間です。
  • RISCプロセッサで使用される汎用レジスタは32〜192ですが、RISCは8〜24GPRを使用します。
  • RISCプロセッサでは、シングルクロックが使用され、アドレッシングモードが制限されますが、CISCでは、マルチクロックが使用され、アドレッシングモードの範囲は12〜24です。
  • ザ・ RISC命令セットとCISC命令セットの違い つまり、RISC ISAは、ハードウェアと比較してソフトウェアを強調しています。 RISCプロセッサの命令セットは、より少ない命令でコードやコンパイラなどのより効率的なソフトウェアを使用します。 CISC ISAは、ハードウェア内に多数のトランジスタを使用して、いくつかの命令だけでなく、追加の複雑な命令も実行します。

ザ・ CISCに対するRISCの利点 以下のものが含まれます。

コンピュータプロセッサの現在の開発では、RISC(縮小命令セットコンピュータ)マイクロプロセッサが最も頻繁に使用され、重要なものです。特定の条件下では、このプロセッサに基づくデバイスは、CISC(複雑な命令セットコンピュータ)よりも重要な利点を提供します。上記では、両方のプロセッサ間の簡単な比較について説明しました。

RISCプロセッサのパフォーマンスは、基本的な命令セットにより、CISCプロセッサと比較して2〜4倍高くなっています。このプロセッサのアーキテクチャは、命令セットが減少しているため、スペースをほとんど使用しません。これにより、メモリ管理や浮動小数点演算ユニットなどの追加機能が同様のチップ上に作成されます。

この記事では、RISC、CISC、および違いの概念について説明します。最初のマイクロプロセッサとマイクロコントローラが導入されたとき、これ以上適切なアーキテクチャはありません。これらのプロセッサが実装されると、CISCアーキテクチャが使用されますが、これは主に、 RISCプロセッサ 。これは主に、最初の8086プロセッサに適したすべてのハードウェアとソフトウェアを構築するために行っています。この概念をよりよく理解していただければ幸いです。さらに、この概念に関する疑問がある場合、または 電気および電子プロジェクトの実施 、以下のコメントセクションにコメントしてフィードバックをお寄せください。