Struktura

Instrukční soubory RISC a CISC

Instrukční soubory RISC a CISC

Mikroprocesory CISC jsou charakteristické velmi rozsáhlou instrukční sadou strojových instrukcí, instrukce mají proměnlivou délku i dobu vykonání a procesor obsahuje relativně nízký počet registrů. Paradoxně se tak může stát, že operace provedená složenou instrukcí (například násobení) může být nahrazena sledem jednodušších strojových instrukcí (sčítání a bitové posuny), které mohou být ve výsledku vykonány rychleji, než hardwarově implementovaná složená varianta.

Označení CISC bylo zavedeno jako protiklad až poté, co se prosadily procesory RISC,  které mají instrukční sadu naopak maximálně redukovanou (pouze jednoduché operace, tj. žádné složené, jsou stejně dlouhé a jejich vykonání trvá stejnou dobu)

CISC (anglicky Complex Instruction Set Computer)

Complex ve zkratce CISC označuje  skutečnost, že strojové instrukce pokrývají velmi široký okruh funkcí, které by jinak šly naprogramovat pomocí jednodušších již obsažených strojových instrukcí (například násobení je možné nahradit sčítáním a bitovými posuny).

Opakem procesorů CISC jsou procesory  RISC, které obsahují redukovanou instrukční sadu.

RISC (anglicky Reduced Instruction Set Computing)

RISC označuje v mikropočítačové technice architekturu mikroprocesorů s redukovanou instrukční sadou, jejichž návrh je zaměřen na jednoduchou, vysoce optimalizovanou sadu strojových instrukcí, které jsou  v protikladu s množstvím specializovaných instrukcí ostatních architektur CISC mikrořadičů.

Typické rysy architektury RISC jsou následující:

  • aritmeticko-logická jednotka komunikuje s pamětí po sběrnici;
  • redukované jsou pouze některé z typů strojových instrukcí (tj. „práce uvnitř”, operace s pamětí a řídící instrukce);
  • délka provádění jedné instrukce je vždy jeden cyklus (tj. délka v bitech všech instrukcí je stejná);
  • mikroinstrukce jsou hardwarově implementovány na procesoru, čímž je velmi výrazně zvýšena rychlost jejich provádění;
  • registry jsou pouze víceúčelové (nezáleží, který z nich instrukce využije, což zjednodušuje návrh překladačů);
  • pro zrychlení zpracování instrulcí využívají metodu  řetězení instrukcí  (pipelining).

Obvyklou chybou je domněnka, že procesory CISC mají více strojových instrukcí, než procesory RISC. Ve skutečnosti nejde o absolutní počet, ale o počet různých druhů operací, které procesor sám přímo umí vykonat na hardwarově úrovni (tj. již z výroby). Procesor CISC tak může například paradoxně obsahovat pouze jednu strojovou instrukci pro danou operaci (např. logické operace), zatímco procesor RISC může tuto operaci obsahovat jako několik strojových instrukcí, které stejnou operaci umí provést nad různými registry.

Zdroje

  • HRBÁČEK, Jiří. Komunikace mikrokontroléru s okolím. 1. vyd. Praha: BEN - technická literatura, 1999, 159 s. ISBN 80-86056-42-21.

Zapamatuj si

  • CISC (anglicky Complex Instruction Set Computer) - kompletní instrukční soubor.

  • RISC (  anglicky Reduced Instruction Set Computing, výslovnost risk) - redukovaný instrukční soubor, některé instrukce se nepoužívají.

Logolink