Презентация, доклад по информатике Сравнение CISC и RISC архитектур процессора

Сравнение CISC и RISC архитектур.
4. Вывод.

простую систему команд, что объяснялось небольшими возможностями интегральной схемотехники. По мере увеличения степени интеграции ИМС разработчики МП старались расширять систему команд и делать команды более функциональными, «семантически нагруженными».

для размещения программ, оставлять больше памяти под данные и т.д., а во-вторых – возможностью реализовать внутри кристалла процессора сложные инструкции быстрее, чем при их программной реализации. В результате появились процессоры с большими наборами команд, причем команды эти также зачастую являлись достаточно сложными. В последствии эти МП назвали CISC.

computer — компьютер с полным набором команд) — концепция проектирования процессоров, которая характеризуется следующим набором свойств:
нефиксированное значение длины команды;
арифметические действия кодируются в одной команде;
небольшое число регистров, каждый из которых выполняет строго определённую функцию.

в частности – команды оказывались сильно неравнозначными по времени выполнения (разное количество тактов), плохо конвейеризовывались, требовали сложного (и длительного) декодирования и выполнения. Для повышения производительности стали использовать жесткую логику управления, что отразилось на регулярности и сложности кристаллов (нерегулярные кристаллы менее технологичны при изготовлении). На кристалле оставалось мало места для РОН и КЭШ.

Intel 8008, Intel 80286, Motorola 68k

сокращённым набором инструкций. Начало исследований в данной области положено компанией IBM в 1975 году. Правда фактически, RISC подобная архитектура была создана Сеймуром Крэйем в 1964 году и опробована в суперкомпьютере CDC 6600.

количество инструкций. Это значит лишь то, что инструкции разделены на действия, результаты которых могут быть вычислены за определённый период времени (обычно один такт).

от ее типа.
2. Система команд должна содержать минимальное количество наиболее часто используемых простейших инструкций одинаковой длины.
3. Операции обработки данных реализуются только в формате "регистр-регистр" (операнды выбираются из оперативных регистров процессора, и результат операции записывается также в регистр; а обмен между оперативными регистрами и памятью выполняется только с помощью команд чтения/записи).
4. Состав системы команд должен быть "удобен" для компиляции операторов языков высокого уровня .

получила популярности в то время из-за унификации стандарта Intelx86 и всех программ выпущенных в то время под CISC процессоры (точнее нежелания их переписывать заново, ведь этот процесс - затратный).

для занесения и считывания результатов. Эти цели теперь выполняют регистры общего назначения, а к оперативной памяти обращение идёт только в процессе чтения начальных данных и вывода результатов вычислений. Поддерживается маршрут «регистр-регистр».

софта и программного обеспечения. Но с появлением поддержки UNIX Linux подобных систем, эта проблема практически решилась.

ARM Holdings. Процессоры с данной архитектурой, применяемые в абсолютном большинстве мобильных устройств и даже серверных системах, благодаря очень низкому энергопотреблению и тепловыделению.

мире, имея более 40% мирового рынка. Данный результат в основном благодаря ARM архитектуре и то, что в современных мобильных устройствах используются именно процессоры ARM (в абсолютном большинстве).

большинство электроники : от холодильников до iPhone.

конструкцию вычислительных ядер; уменьшить стоимость, площадь и при этом увеличить количество регистров общего назначения; унифицировать команды для вычислительных ядер и сравнять время выполнения всех команд, что также позволило воплотить в жизнь конвейерную обработку инструкций (реализация сложных инструкций из результатов более простых).

внутреннее ядро RISC, остался только преобразователь и дополнительные конвейеры, который на входе преобразует CISC инструкции в RISC, а на выходе обратно в CISC. Это необходимо из-за особенностей архитектуры х86, но иногда тормозит работу процессора и увеличивается количество транзисторов, площадь и тепловыделение в сравнении с полноценными RISC процессорами.

CISC наиболее очевидна в вычислениях с плавающей точкой, где на микропроцессор падает большая математическая нагрузка. Высокая производительность RISC в вычислениях с плавающей точкой используется в финансово-торговых системах и сложных инженерных приложениях. Однако для большинства приложений высокой производительности вычислений с плавающей точкой не требуется.

“переводчик”, превращающий команды x86 в команды внутреннего RISC-процессора. Одна команда x86 может производить несколько RISC-команд. Исполнение команд происходит на суперскалярном конвейере по несколько штук и в несколько потоков одновременно.

CISC-команд, ведь практически любой CISC-процессор уступает RISC-процессору по количеству выполняемых операций в секунду, и по затрачиваемому энергопотреблению на одну и ту же операцию.

себя и немного тормозит развитие вычислительных способностей современных систем. К тому же, CISC процессоры сложны в проектировании и дороги в производстве + имеют проблемы с полноценным распараллеливанием вычислений (приходится постоянно оптимизировать программы).