RISC ve CISC CPU'ları Nasıl Farklıdır?

Bir teknoloji meraklısıysanız, Azaltılmış Komut Seti Bilgisayarı (RISC) ve Karmaşık Komut Seti Bilgisayarı (CISC) kelimelerini duymuş olabilirsiniz. Ve bilgisayarlar hakkında biraz bilginiz varsa, bu terimlerin bir işlemci tasarlamanın farklı yollarını ifade ettiğini de biliyor olabilirsiniz.

Örneğin telefonunuzdaki ARM işlemcisi bir RISC mimarisine sahiptir. Buna karşılık bilgisayarınızdaki x86 işlemci CISC tasarımına sahiptir.

Ancak RISC ve CISC arasındaki fark nedir? Biraz daha derine inelim ve öğrenelim.

Talimat Seti Nedir?

Farklı merkezi işlem birimi (CPU) tasarımları hakkında konuşurken, konuşmamız gereken şeylerden biri komut setidir.

Bir CPU'nun komut seti, bir CPU'nun yerel olarak gerçekleştirebileceği işlemler dizisidir. Bunlar, donanım düzeyinde CPU'da kodlanmış işlemlerdir. Bu set, CPU tasarımına bağlı olarak birkaç ila binlerce talimat içerebilir.

Başka bir deyişle, bir CPU, donanıma sahip olmadığı için talimat setinin dışında herhangi bir işlemi gerçekleştiremez.

Bunu daha iyi anlamak için bir benzetme kullanalım. Bir ampul örneğini alın. Bir ampul üreticisi, ampulü elektriği ışığa dönüştürmek için tasarladı. Ve bir ampul bunu yapabilir çünkü donanım onu ​​doğal olarak destekler.

Özünde, bir ampul elektriği yalnızca ışığa dönüştürebilir, başka bir şey değil.

Benzer şekilde, bir CPU'nun komut seti, CPU donanımının etkinleştirdiği işlemler dizisidir. Örneğin, hemen hemen tüm CPU'ların komut setlerinde bir "Taşı" komutu vardır. "Taşı" komutu, bir kaynak depolama alanından bazı verileri alır ve onu bir hedef depolama alanına taşır.

Bir CPU'nun bazı verileri taşıması gerektiğinde, donanım bunun etrafında tasarlandığından tam olarak nasıl yapılacağını bilir.

Kısacası, bir komut seti, bir CPU'nun donanım düzeyinde desteklediği tüm işlemleri içerir.

CPU Nasıl Çalışır?

CPU, elektrik devrelerinden oluşan bir labirenttir. Bu elektrik devreleri, CPU'ya kendi doğal komut setini verecek şekilde tasarlanmıştır. Bu nedenle, bunu yapacak devrelere sahip olduğu için yalnızca bir komut setindeki işlemleri nasıl gerçekleştireceğini bilir.

CPU'nun belirli bir işlemi gerçekleştirmesini sağlamak için, o işleme karşılık gelen devre bir elektrik sinyali ile tetiklenir. Ve bir devre tetiklendiğinde, CPU o devre ile ilişkili rutini gerçekleştirir.

CPU'nun tweet göndermek gibi karmaşık işlemleri gerçekleştirmesini sağlamak için yazılım programları milyonlarca her saniye elektrik sinyalleri, her biri sistemin talimat setinden belirli bir talimatı hedef alır. İŞLEMCİ.

RIS ve CIS kavramının devreye girdiği yer burasıdır.

RISC Nedir?

Adından da anlaşılacağı gibi, RISC tabanlı bir CPU'nun basitleştirilmiş bir dizi işlemi vardır. Bu basitleştirilmiş talimatlar basit hedeflere ulaşır ve tamamlanması yalnızca bir döngü alır.

Ve RISC'nin basit talimatları olduğundan, bu talimatları gerçekleştirmek için CPU'nun karmaşık devrelere sahip olması gerekmez. RISC tasarımlarının donanım açısından uygulanmasının daha ucuz olmasının nedeni de budur.

İlişkili: Telefonum Neden Bilgisayarımdan Daha Yavaş? Akıllı telefon vs Masaüstü Hızları Açıklandı

Bir RISC CPU'yu daha ayrıntılı anlamak için, RISC tabanlı CPU'ların tasarım ilkelerine bakalım.

İlk olarak, RISC CPU'ları her talimatı tek bir döngüde tamamlar.

İkinci olarak, RISC CPU'ları yalnızca kayıtlarda depolanan veriler üzerinde işlem gerçekleştirir. Bunun nedeni, bir CPU'nun görevleri yerine getirme yeteneğinin ana darboğazlarından birinin, CPU hızı ile ana bellek hızı arasındaki büyük uyumsuzluk olmasıdır. Ana bellek, bir CPU'ya kıyasla süper yavaştır.

İlişkili: Hızlı ve Kirli Bir RAM Kılavuzu: Bilmeniz Gerekenler

Dolayısıyla, bir CPU'nun ana bellekte depolanan verileri kullanması gerekiyorsa, ünitede darboğaz yapacak ve süreç yavaşlayacaktır. Bir RISC tasarımında, kayıtlar CPU hızına ana bellekten çok daha yakın olduğundan, veriler CPU üzerindeki kayıtlara yüklenir ve saklanır.

Üçüncüsü, RISC talimatları, talimatları daha basit biçimlere çevirmek için hiçbir yorumlayıcı mikrokod katmanı olmayacak kadar basittir.

Son olarak, RISC tasarımları, aynı anda birden çok talimatın parçalarını yürütmek için boru hattını destekler. RISC tasarımlı CPU'lar daha yüksek saat hızlarına sahip olduklarından son derece hızlıdırlar. Ardışık düzen, bu hızdan yararlanmanın ve daha fazla verimlilik için birden çok talimatın parçalarını yürütmenin bir yoludur.

Uzun lafın kısası, RISC CPU'lar basit talimatlara, daha yüksek saat hızlarına, verimli boru hattı yapısına, kayıtlarda yük depolama işlemine sahiptir ve talimatları tek bir döngüde yürütebilir.

CISC Nedir?

CISC, neredeyse tüm kilit alanlarda RISC'nin tam tersidir. Hemen hemen tüm masaüstü yongaları bir CISC tasarımına sahiptir.

İlk olarak, CISC tasarım talimatları karmaşıktır ve bu nedenle, tek yönlü talimatlara çevrilmesi için bir mikro kod katmanı gerektirir.

İkinci olarak, CISC komutlarının yürütülmesi birden fazla CPU döngüsü gerektirebilir.

Üçüncüsü, boru hattı oluşturma CISC'de o kadar verimli değildir ve CISC talimatlarının karmaşık yapısı nedeniyle uygulanması daha da zordur.

Kısacası, CISC mimarisine sahip CPU'lar, tek bir karmaşık komutta birçok işlemi gerçekleştirebilir. Ancak talimatın tamamlanması birden fazla döngü alır, boru hattında kullanımı daha zordur ve CPU üzerinde çok fazla devre gerektirir.

RISC vs. CISC: Temel Farklılıklar

RISC ve CISC arasındaki temel fark, yürüttükleri talimatların türüdür.

RISC komutları basittir, yalnızca bir işlem gerçekleştirir ve bir CPU bunları bir döngüde yürütebilir.

Öte yandan CISC talimatları, bir dizi işlemi bir araya getirir. Bu nedenle, CPU bunları bir döngüde çalıştıramaz.

Talimatlar aynı zamanda RISC CPU'ların en başından beri boru hattını desteklemesinin ve CISC CPU'ların bununla daha zor zaman geçirmesinin nedenidir. RISC ile talimatlar, parçalar halinde yürütülebilecek kadar basittir. Talimatların karmaşık yapısı nedeniyle bunu CISC ile yapmak daha zordur.

Daha sonra, RISC'den farklı olarak, CISC komutları doğrudan RAM'den çalışabilir. Dolayısıyla CISC tasarımında ayrı yükleme/depolama işlemleri yapılmasına gerek yoktur.

Son olarak, bir CISC tasarımı için donanım gereksinimleri, bir RISC tasarımından daha yüksektir, çünkü CISC, CPU donanımına entegre edilecek karmaşık yönergeler gerektirir. Esasen, CISC'nin donanımla başardığını RISC, yazılımla başarmayı amaçlar.

Bu nedenle, bir CISC mimarisini hedefleyen programların daha az kod satırı vardır, çünkü yönergeler birçok işlemi kendileri gerçekleştirir.

Hem RISC hem de CISC'nin Avantajları ve Dezavantajları Vardır

Hiçbir modern işlemci tamamen RISC veya CISC'ye dayalı değildir. Modern işlemciler, her iki dünyanın da en iyisini elde etmek için her iki mimarinin tasarım felsefelerini birleştirir. Örneğin, AMD'nin kullandığı x86 mimarisi öncelikle CISC'dir, ancak karmaşık talimatları basit RISC benzeri azaltılmış talimatlara dönüştürmek için bir mikrokoda sahiptir.

Dolayısıyla, geçen yüzyılın işlemcilerinden farklı olarak, modern CPU'lar basit bir RISC veya CISC sınıflandırmasının ötesine geçmiştir.

Kaldırmanız Gereken 12 Gereksiz Windows Programı ve Uygulaması

Hangi Windows 10 uygulamalarını kaldıracağınızı mı merak ediyorsunuz? İşte kaldırmanız gereken birkaç gereksiz Windows 10 uygulaması, programı ve bloatware.

Sonrakini Oku

Yazar hakkında