Que es la arquitectura risc y cisc

 Que es la arquitectura risc y cisc

Conjunto de instrucciones o arquitectura de conjunto de instrucciones es la estructura de la computadora que proporciona comandos a la computadora para guiar a la computadora para procesar la manipulaciĆ³n de datos. El conjunto de instrucciones consta de instrucciones, modos de direccionamiento, tipos de datos nativos, registros, interrupciones, manejo de excepciones y arquitectura de memoria. El conjunto de instrucciones se puede emular en el software utilizando un intĆ©rprete o integrado en el hardware del procesador. La arquitectura del conjunto de instrucciones puede considerarse como un lĆ­mite entre el software y el hardware. La clasificaciĆ³n de microcontroladores y microprocesadores se puede realizar en base a la arquitectura del conjunto de instrucciones RISC y CISC.
Conjunto de instrucciones de procesador
El conjunto de instrucciones especifica la funcionalidad del procesador, incluidas las operaciones admitidas por el procesador, los mecanismos de almacenamiento del procesador y la forma de compilar los programas para el procesador.
ĀæQuĆ© es RISC y CISC?
El RISC y CISC se pueden ampliar de la siguiente manera:
RISC representa la computadora del conjunto de instrucciones reducido y
CISC representa la computadora del conjunto de instrucciones complejo.
Arquitectura RISC (equipo de conjunto de instrucciones reducido)
La arquitectura del microcontrolador que utiliza un conjunto de instrucciones pequeƱo y altamente optimizado se denomina Computadora de conjunto de instrucciones reducido o simplemente RISC. TambiƩn se denomina arquitectura LOAD / STORE.
A finales de la dĆ©cada de 1970 y principios de la de 1980, los proyectos RISC se desarrollaron principalmente en Stanford, UC-Berkley e IBM. El equipo de investigaciĆ³n de John Coke de IBM desarrollĆ³ RISC reduciendo el nĆŗmero de instrucciones necesarias para procesar cĆ”lculos mĆ”s rĆ”pido que el CISC. La arquitectura RISC es mĆ”s rĆ”pida y los chips necesarios para la fabricaciĆ³n de la arquitectura RISC tambiĆ©n son menos costosos en comparaciĆ³n con la arquitectura CISC.
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CaracterĆ­sticas tĆ­picas de la arquitectura RISC
La tĆ©cnica de canalizaciĆ³n de RISC, ejecuta mĆŗltiples partes o etapas de instrucciones simultĆ”neamente, de modo que cada instrucciĆ³n en la CPU se optimiza. Por lo tanto, los procesadores RISC tienen un reloj por instrucciĆ³n de un ciclo, y esto se denomina ejecuciĆ³n de un ciclo.
Optimiza el uso del registro con mĆ”s registros en el RISC y puede evitarse un mayor nĆŗmero de interacciones dentro de la memoria.
Modos de direccionamiento simples, incluso el direccionamiento complejo se pueden realizar mediante operaciones aritmĆ©ticas Y / O lĆ³gicas .
Simplifica el diseƱo del compilador mediante el uso de registros idĆ©nticos de propĆ³sito general, lo que permite utilizar cualquier registro en cualquier contexto.
Para un uso eficiente de los registros y la optimizaciĆ³n de los usos de la canalizaciĆ³n, se requiere un conjunto de instrucciones reducido.
Se reduce el nĆŗmero de bits utilizados para el cĆ³digo de operaciĆ³n.
En general, hay 32 o mƔs registros en el RISC.
Ventajas de la arquitectura del procesador RISC
Debido al pequeƱo conjunto de instrucciones de RISC, los compiladores de lenguaje de alto nivel pueden producir cĆ³digo mĆ”s eficiente.
RISC permite la libertad de usar el espacio en microprocesadores debido a su simplicidad.
En lugar de usar Stack, muchos procesadores RISC usan los registros para pasar argumentos y mantener las variables locales.
Las funciones RISC usan solo unos pocos parƔmetros, y los procesadores RISC no pueden usar las instrucciones de llamada y, por lo tanto, usan instrucciones de longitud fija que son fƔciles de canalizar.
La velocidad de la operaciĆ³n se puede maximizar y el tiempo de ejecuciĆ³n se puede minimizar.
Se necesitan muy pocos formatos de instrucciĆ³n (menos de cuatro), un nĆŗmero reducido de instrucciones (alrededor de 150) y algunos modos de direccionamiento (menos de cuatro).
Inconvenientes de la arquitectura del procesador RISC
Con el aumento en la longitud de las instrucciones, la complejidad aumenta para que los procesadores RISC se ejecuten debido a su ciclo de caracteres por instrucciĆ³n.
El rendimiento de los procesadores RISC depende principalmente del compilador o programador, ya que el conocimiento del compilador juega un papel importante al convertir el cĆ³digo CISC en un cĆ³digo RISC; por tanto, la calidad del cĆ³digo generado depende del compilador.
Al reprogramar el cĆ³digo CISC a un cĆ³digo RISC, denominado expansiĆ³n de cĆ³digo, aumentarĆ” el tamaƱo. Y, la calidad de esta expansiĆ³n de cĆ³digo dependerĆ” nuevamente del compilador y tambiĆ©n del conjunto de instrucciones de la mĆ”quina.
El cachƩ de primer nivel de los procesadores RISC tambiƩn es una desventaja del RISC, en el que estos procesadores tienen grandes cachƩs de memoria en el propio chip. Para alimentar las instrucciones, requieren sistemas de memoria muy rƔpidos .
Arquitectura CISC (Computadora de conjunto de instrucciones complejas)
El objetivo principal de la arquitectura del procesador CISC es completar la tarea utilizando menos lĆ­neas de montaje. Para ello, el procesador estĆ” diseƱado para ejecutar una serie de operaciones. La instrucciĆ³n compleja tambiĆ©n se denomina MULT, que opera los bancos de memoria de una computadora directamente sin hacer que el compilador realice funciones de almacenamiento y carga.
Arquitectura CISC
Arquitectura CISC
CaracterĆ­sticas de la arquitectura CISC
Para simplificar la arquitectura de la computadora, CISC admite la microprogramaciĆ³n.
CISC tiene mƔs instrucciones predefinidas, lo que hace que los lenguajes de alto nivel sean fƔciles de diseƱar e implementar.
CISC consta de menos registros y mƔs modos de direccionamiento, generalmente de 5 a 20.
El procesador CISC tarda un tiempo de ciclo variable para la ejecuciĆ³n de instrucciones: ciclos de mĆŗltiples relojes.
Debido al complejo conjunto de instrucciones del CISC, la tĆ©cnica de canalizaciĆ³n es muy difĆ­cil.
CISC consta de mƔs instrucciones, generalmente de 100 a 250.
Las instrucciones especiales se utilizan muy raramente.
Los operandos en la memoria se manipulan mediante instrucciones.
Ventajas de la arquitectura CISC
Cada instrucciĆ³n en lenguaje de mĆ”quina se agrupa en una instrucciĆ³n de microcĆ³digo y se ejecuta en consecuencia, y luego se almacena incorporada en la memoria del procesador principal, lo que se denomina implementaciĆ³n de microcĆ³digo.
Como la memoria del microcĆ³digo es mĆ”s rĆ”pida que la memoria principal, el conjunto de instrucciones del microcĆ³digo se puede implementar sin una reducciĆ³n considerable de la velocidad en comparaciĆ³n con la implementaciĆ³n cableada.
Se puede manejar un conjunto de instrucciones completamente nuevo modificando el diseƱo del microprograma.
CISC, el nĆŗmero de instrucciones necesarias para implementar un programa se puede reducir creando conjuntos de instrucciones enriquecidos y tambiĆ©n se puede hacer que utilice la memoria principal lenta de manera mĆ”s eficiente.
Debido al superconjunto de instrucciones que consta de todas las instrucciones anteriores, esto facilita la microcodificaciĆ³n.
Inconvenientes de CISC
La cantidad de tiempo que toman las diferentes instrucciones serƔ diferente, debido a esto, el rendimiento de la mƔquina se ralentiza.
La complejidad del conjunto de instrucciones y el hardware del chip aumentan a medida que cada nueva versiĆ³n del procesador consta de un subconjunto de generaciones anteriores.
Solo el 20% de las instrucciones existentes se utilizan en un evento de programaciĆ³n tĆ­pico, aunque existen muchas instrucciones especializadas que ni siquiera se utilizan con frecuencia.
Los cĆ³digos condicionales son establecidos por las instrucciones CISC como un efecto secundario de cada instrucciĆ³n que requiere tiempo para esta configuraciĆ³n y, a medida que la instrucciĆ³n subsiguiente cambia los bits del cĆ³digo de condiciĆ³n, el compilador tiene que examinar los bits del cĆ³digo de condiciĆ³n antes de que esto suceda.
RISC frente a CISC
El programador puede prevenir los ciclos de desperdicio eliminando el cĆ³digo innecesario en el RISC, pero, mientras que el uso del cĆ³digo CISC conduce a ciclos de desperdicio debido a la ineficiencia del CISC.
En RISC, cada instrucciĆ³n estĆ” destinada a realizar una pequeƱa tarea, de modo que, para realizar una tarea compleja, se utilizan varias instrucciones pequeƱas juntas, mientras que solo se requieren pocas instrucciones para realizar la misma tarea utilizando CISC, ya que es capaz de realizar tareas complejas. ya que las instrucciones son similares a un cĆ³digo de lenguaje alto.
CISC se usa generalmente para computadoras, mientras que RISC se usa para telĆ©fonos inteligentes, tabletas y otros dispositivos electrĆ³nicos.
La siguiente figura muestra mƔs diferencias entre RISC y CISC
RISC frente a CISC
Por lo tanto, este artĆ­culo trata sobre las arquitecturas RISC y CISC; caracterĆ­sticas de la arquitectura de los procesadores RISC y CISC; ventajas e inconvenientes de RISC y CISC, y diferencias entre las arquitecturas RISC y CISC con una breve idea. Para obtener mĆ”s informaciĆ³n sobre las arquitecturas RISC y CISC, publique sus consultas comentando a continuaciĆ³n.