สถาปัตยกรรมของหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ดำเนินการความสามารถในการทำงานตั้งแต่“ สถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง” ไปจนถึงตำแหน่งที่ออกแบบไว้ การออกแบบสถาปัตยกรรมของ CPU คือ Reduced instruction set computing (RISC) และ Complex instruction set computing (CISC) โปรเซสเซอร์เช่น CISC มีความสามารถในการดำเนินการหลายขั้นตอนหรือโหมดการกำหนดแอดเดรสภายในชุดคำสั่งเดียว เป็นการออกแบบซีพียูที่หนึ่งคำสั่งใช้งานการกระทำระดับต่ำหลายอย่าง ตัวอย่างเช่นการจัดเก็บหน่วยความจำการโหลดจากหน่วยความจำและการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ การคำนวณชุดคำสั่งแบบลดลงเป็นกลยุทธ์การออกแบบหน่วยประมวลผลกลางตามวิสัยทัศน์ที่ว่าชุดคำสั่งพื้นฐานให้ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมเมื่อรวมกับ ไมโครโปรเซสเซอร์ สถาปัตยกรรมที่มีความสามารถในการดำเนินการตามคำสั่งโดยใช้รอบไมโครโปรเซสเซอร์ต่อคำสั่ง บทความนี้กล่าวถึงความแตกต่างระหว่างสถาปัตยกรรม RISC และ CISC ส่วนฮาร์ดแวร์ของ Intel มีชื่อว่า Complex Instruction Set Computer (CISC) และฮาร์ดแวร์ของ Apple คือ Reduced Instruction Set Computer (RISC)

ความแตกต่างระหว่างสถาปัตยกรรม RISC และ CISC

ก่อนที่เราจะพูดถึงความแตกต่างระหว่างไฟล์ สถาปัตยกรรม RISC และ CISC แจ้งให้เราทราบเกี่ยวกับแนวคิดของ RISC และ CISC

“เซ็นเซอร์ ph ทำงานอย่างไร ”

โปรเซสเซอร์ RISC และ CISC

RISC คืออะไร?

คอมพิวเตอร์ชุดคำสั่งแบบย่อคือคอมพิวเตอร์ที่ใช้เฉพาะคำสั่งง่ายๆที่สามารถแบ่งออกเป็นคำสั่งต่างๆเพื่อให้ได้การทำงานระดับต่ำภายในรอบ CLK เดียวเนื่องจากชื่อของมันเสนอว่า“ Reduced Instruction Set”

RISC เป็นไมโครโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ชุดคำสั่งแบบลดขนาดและสถาปัตยกรรมประกอบด้วยชุดคำสั่งที่ได้รับการปรับแต่งอย่างมาก หน้าที่หลักของสิ่งนี้คือการลดเวลาในการดำเนินการคำสั่งโดย จำกัด และปรับจำนวนคำสั่งให้เหมาะสม ดังนั้นแต่ละรอบคำสั่งจะใช้วงจรนาฬิกาเดียวซึ่งทุกรอบนาฬิกาจะมีพารามิเตอร์สามตัว ได้แก่ การดึงข้อมูลถอดรหัสและดำเนินการ

ประเภทของโปรเซสเซอร์ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อดำเนินการคำสั่งที่ยากหลายคำสั่งโดยการรวมเข้าด้วยกันเป็นคำสั่งที่ง่ายกว่า โปรเซสเซอร์ RISC ต้องการทรานซิสเตอร์จำนวนมากในการออกแบบและช่วยลดเวลาการเรียนการสอนสำหรับการดำเนินการ ตัวอย่างที่ดีที่สุดของโปรเซสเซอร์ RISC ได้แก่ PowerPC, SUN’s SPARC, RISC-V, Microchip PIC processors เป็นต้น

สถาปัตยกรรม RISC

คำว่า RISC ย่อมาจาก '' Reduced Instruction Set Computer '' เป็นแผนการออกแบบ CPU ตามคำสั่งง่ายๆและทำงานได้อย่างรวดเร็ว

นี่เป็นชุดคำสั่งขนาดเล็กหรือลดลง ที่นี่ทุกคำสั่งคาดว่าจะได้งานเล็ก ๆ น้อย ๆ ในเครื่องนี้ชุดคำสั่งมีความเรียบง่ายและเรียบง่ายซึ่งช่วยในการประกอบคำสั่งที่ซับซ้อนมากขึ้น คำสั่งแต่ละคำสั่งมีความยาวใกล้เคียงกันคำสั่งเหล่านี้ถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้งานผสมที่ทำได้ในการดำเนินการเดียว คำสั่งส่วนใหญ่เสร็จสิ้นในรอบเครื่องเดียว การวางท่อนี้เป็นเทคนิคสำคัญที่ใช้ในการเร่งความเร็วเครื่องจักร RISC

ลักษณะเฉพาะ

ลักษณะของ RISC มีดังต่อไปนี้

สถาปัตยกรรมท่อ
จำนวนคำสั่งถูก จำกัด และลดลง
คำแนะนำเช่นการโหลดและการจัดเก็บมีสิทธิ์ในการเข้าสู่หน่วยความจำ
โหมดที่อยู่มีน้อยลง
คำสั่งมีความสม่ำเสมอและรูปแบบสามารถทำให้ง่ายขึ้น

ข้อดี

ข้อดีของโปรเซสเซอร์ RISC มีดังต่อไปนี้

“แผนผังสวิตช์ไฟสองทาง ”

ประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์นี้ดีเนื่องจากมีข้อ จำกัด และง่าย ของชุดคำสั่ง
โปรเซสเซอร์นี้ใช้ทรานซิสเตอร์หลายตัวในการออกแบบเพื่อให้มีราคาถูกลง
โปรเซสเซอร์ RISC ช่วยให้คำสั่งใช้พื้นที่เปิดโล่งบนไมโครโปรเซสเซอร์เนื่องจากความเรียบง่าย
มันง่ายมากเมื่อเทียบกับโปรเซสเซอร์อื่นด้วยเหตุนี้จึงสามารถทำงานให้เสร็จภายในรอบนาฬิกาเดียว

ข้อเสีย

ข้อเสียของโปรเซสเซอร์ CISC มีดังต่อไปนี้

ประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์นี้อาจเปลี่ยนแปลงไปตามโค้ดที่เรียกใช้งานเนื่องจากคำสั่งถัดไปอาจขึ้นอยู่กับคำสั่งก่อนหน้านี้สำหรับการนำไปใช้งานภายในรอบ
คำสั่งที่ซับซ้อนมักใช้โดยคอมไพเลอร์และโปรแกรมเมอร์
โปรเซสเซอร์เหล่านี้ต้องการหน่วยความจำที่รวดเร็วมากเพื่อเก็บคำสั่งต่างๆที่ใช้หน่วยความจำแคชจำนวนมากเพื่อตอบสนองต่อคำสั่งภายในเวลาที่น้อยลง

CISC คืออะไร?

ได้รับการพัฒนาโดย Intel Corporation และเป็นคอมพิวเตอร์ชุดคำสั่งที่ซับซ้อน โปรเซสเซอร์นี้มีชุดคำสั่งที่เรียบง่ายและซับซ้อนจำนวนมาก คำแนะนำเหล่านี้ระบุไว้ในระดับภาษาแอสเซมบลีระดับและการดำเนินการตามคำสั่งเหล่านี้ใช้เวลามากขึ้น

คอมพิวเตอร์ชุดคำสั่งที่ซับซ้อนคือคอมพิวเตอร์ที่คำสั่งเดียวสามารถดำเนินการระดับต่ำได้มากมายเช่นการโหลดจากหน่วยความจำการดำเนินการทางคณิตศาสตร์และที่เก็บหน่วยความจำหรือทำได้โดยกระบวนการหลายขั้นตอนหรือโหมดกำหนดแอดเดรสในคำสั่งเดียวตามชื่อ เสนอ“ ชุดคำสั่งที่ซับซ้อน”

ดังนั้นโปรเซสเซอร์นี้จึงย้ายเพื่อลดจำนวนคำสั่งในทุกโปรแกรมและละเว้นจำนวนรอบสำหรับแต่ละคำสั่ง เน้นการรวบรวมคำสั่งที่ซับซ้อนอย่างเปิดเผยภายในฮาร์ดแวร์เนื่องจากฮาร์ดแวร์นั้นเทียบกับซอฟต์แวร์เสมอ อย่างไรก็ตามชิป CISC ค่อนข้างช้ากว่าเมื่อเทียบกับชิป RISC แต่ใช้คำสั่งขนาดเล็กเมื่อเปรียบเทียบกับ RISC ตัวอย่างที่ดีที่สุดของโปรเซสเซอร์ CISC ได้แก่ AMD, VAX, System / 360 และ Intel x86

สถาปัตยกรรม CISC

คำว่า CISC ย่อมาจาก '' Complex Instruction Set Computer '' เป็นแผนการออกแบบ CPU ตามคำสั่งเดียวซึ่งมีความเชี่ยวชาญในการดำเนินการหลายขั้นตอน

คอมพิวเตอร์ CISC มีโปรแกรมขนาดเล็ก มีคำสั่งประกอบจำนวนมากซึ่งใช้เวลาดำเนินการนาน ที่นี่ชุดคำสั่งชุดเดียวได้รับการป้องกันในหลายขั้นตอนแต่ละชุดคำสั่งมีคำสั่งแยกต่างหากเพิ่มเติมมากกว่า 300 คำสั่ง คำแนะนำสูงสุดจะเสร็จสิ้นในสองถึงสิบรอบเครื่อง ใน CISC การวางท่อคำสั่งนั้นไม่สามารถใช้งานได้ง่าย

ลักษณะเฉพาะ

คุณสมบัติหลักของโปรเซสเซอร์ RISC มีดังต่อไปนี้

CISC อาจใช้เวลาในการรันโค้ดนานกว่าเมื่อเทียบกับรอบนาฬิกาเพียงอย่างเดียว
CISC รองรับภาษาระดับสูงสำหรับการรวบรวมที่เรียบง่ายและโครงสร้างข้อมูลที่ซับซ้อน
รวบรวมด้วยโหนดที่อยู่มากขึ้นโดยปกติการลงทะเบียนจะน้อยลงจาก 5 ถึง 20
สำหรับการเขียนแอปพลิเคชันจำเป็นต้องมีคำสั่งน้อยลง
ความยาวโค้ดสั้นมากจึงต้องการ RAM ขนาดเล็กมาก
เน้นคำแนะนำเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์ขณะออกแบบเนื่องจากออกแบบได้เร็วกว่าซอฟต์แวร์
คำแนะนำมีขนาดใหญ่กว่าเมื่อเทียบกับคำเดียว
ให้การเขียนโปรแกรมที่เรียบง่ายภายในภาษาแอสเซมบลี

ข้อดี

ข้อดีของ CISC รวมสิ่งต่อไปนี้

“วงจรตัวนับทำงานอย่างไร ”

โปรเซสเซอร์นี้จะสร้างขั้นตอนเพื่อจัดการการใช้พลังงานที่ควบคุมความเร็วของสัญญาณนาฬิกาและแรงดันไฟฟ้า
ในตัวประมวลผล CISC คอมไพลเลอร์ต้องใช้ความพยายามเล็กน้อยในการเปลี่ยนโปรแกรมหรือคำสั่งจากระดับสูงเป็นการประกอบเป็นภาษาเครื่อง
คำสั่งเดียวสามารถดำเนินการได้โดยใช้งานระดับต่ำที่แตกต่างกัน
ไม่ได้ใช้หน่วยความจำมากนักเนื่องจากรหัสมีความยาวสั้น
CISC ใช้ชุดคำสั่งน้อยลงเพื่อดำเนินการคำสั่งเดียวกับ RISC
คำสั่งสามารถเก็บไว้ใน RAM บน CISC ทุกตัว

ข้อเสีย

ข้อเสียของ CISC มีดังต่อไปนี้

คำสั่งที่มีอยู่ที่ CISC ใช้คือ 20% ภายในเหตุการณ์ของโปรแกรม
เมื่อเปรียบเทียบกับโปรเซสเซอร์ RISC โปรเซสเซอร์ CISC จะทำงานช้ามากในขณะที่ดำเนินการทุกรอบคำสั่งในทุกโปรแกรม
โปรเซสเซอร์นี้ใช้จำนวนทรานซิสเตอร์เมื่อเทียบกับ RISC
การดำเนินการไปป์ไลน์ภายใน CISC จะทำให้ใช้งานได้ยาก
ประสิทธิภาพของเครื่องลดลงเนื่องจากความเร็วของนาฬิกาต่ำ

ความแตกต่างระหว่างสถาปัตยกรรม RISC และ CISC

ความแตกต่างระหว่าง RISC และ CISC

ความเสี่ยง	CISC
1. RISC ย่อมาจาก Reduced Instruction Set Computer	1. CISC ย่อมาจาก Complex Instruction Set Computer
2. โปรเซสเซอร์ RISC มีคำแนะนำง่ายๆโดยใช้เวลาประมาณหนึ่งรอบสัญญาณนาฬิกา รอบสัญญาณนาฬิกาเฉลี่ยต่อคำสั่ง (CPI) คือ 1.5	2. โปรเซสเซอร์ CSIC มีคำสั่งที่ซับซ้อนซึ่งใช้นาฬิกาหลายตัวในการดำเนินการ รอบสัญญาณนาฬิกาเฉลี่ยต่อคำสั่ง (CPI) อยู่ในช่วง 2 และ 15
3. ประสิทธิภาพได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยเน้นที่ซอฟต์แวร์มากขึ้น	3. ประสิทธิภาพได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยเน้นฮาร์ดแวร์มากขึ้น
4. ไม่มีหน่วยความจำและใช้ฮาร์ดแวร์แยกต่างหากเพื่อใช้คำสั่ง ..	4. มีหน่วยความจำเพื่อใช้คำสั่งที่ซับซ้อน
5. มีหน่วยการเขียนโปรแกรมแบบใช้สายยาก	5. มีหน่วยไมโครโปรแกรมมิ่ง
6. ชุดคำสั่งจะลดลงนั่นคือชุดคำสั่งมีเพียงไม่กี่คำสั่ง คำแนะนำจำนวนมากเหล่านี้เป็นแบบดั้งเดิมมาก	6. ชุดคำสั่งมีคำสั่งต่างๆที่หลากหลายซึ่งสามารถใช้สำหรับการดำเนินการที่ซับซ้อนได้
7. ชุดคำสั่งมีคำสั่งต่างๆที่หลากหลายซึ่งสามารถใช้สำหรับการดำเนินการที่ซับซ้อนได้	7. CISC มีโหมดการกำหนดแอดเดรสที่แตกต่างกันมากมายดังนั้นจึงสามารถใช้เพื่อแสดงข้อความภาษาโปรแกรมระดับสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
8. โหมดการกำหนดแอดเดรสที่ซับซ้อนถูกสังเคราะห์โดยใช้ซอฟต์แวร์	8. CISC รองรับโหมดการกำหนดแอดเดรสที่ซับซ้อนแล้ว
9. มีชุดการลงทะเบียนหลายชุด	9. มีชุดลงทะเบียนชุดเดียวเท่านั้น
10. โปรเซสเซอร์ RISC มีการวางท่อสูง	10. โดยปกติจะไม่เป็นท่อหรือท่อน้อย
11. ความซับซ้อนของ RISC อยู่ที่คอมไพเลอร์ที่รันโปรแกรม	11. ความซับซ้อนอยู่ในไมโครโปรแกรม
12. เวลาดำเนินการน้อยมาก	12. เวลาดำเนินการสูงมาก
13. การขยายโค้ดอาจเป็นปัญหาได้	13. การขยายโค้ดไม่ใช่ปัญหา
14. การถอดรหัสคำสั่งทำได้ง่าย	14. การถอดรหัสคำสั่งมีความซับซ้อน
15. ไม่ต้องใช้หน่วยความจำภายนอกในการคำนวณ	15. ต้องใช้หน่วยความจำภายนอกสำหรับการคำนวณ
16. ไมโครโปรเซสเซอร์ RISC ที่พบมากที่สุด ได้แก่ Alpha, ARC, ARM, AVR, MIPS, PA-RISC, PIC, Power Architecture และ SPARC	16. ตัวอย่างของโปรเซสเซอร์ CISC ได้แก่ ซีพียู System / 360, VAX, PDP-11, Motorola 68000, AMD และ Intel x86
17. สถาปัตยกรรม RISC ใช้ในแอพพลิเคชั่นระดับไฮเอนด์เช่นการประมวลผลวิดีโอการสื่อสารโทรคมนาคมและการประมวลผลภาพ	17. สถาปัตยกรรม CISC ใช้ในแอพพลิเคชั่นระดับล่างเช่นระบบรักษาความปลอดภัยระบบอัตโนมัติในบ้านเป็นต้น

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง RISC และ CISC

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง RISC และ CISC มีดังต่อไปนี้

ขนาดของชุดคำสั่งมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับ RISC
ใน RISC การควบคุมซีพียูสามารถทำได้ด้วยการเดินสายโดยไม่ต้องใช้หน่วยความจำควบคุมในขณะที่ CISC เป็นไมโครโค้ดที่ใช้ ROM อย่างไรก็ตามโปรเซสเซอร์ CISC ปัจจุบันยังใช้การควบคุมแบบเดินสาย
โปรเซสเซอร์ RISC ทำงานร่วมกับ 32 บิตสำหรับแต่ละคำสั่งและมักใช้การลงทะเบียนในขณะที่ CISC ใช้รูปแบบที่ไม่สม่ำเสมอซึ่งมีตั้งแต่ 16 บิตถึง 64 บิตสำหรับแต่ละคำสั่ง
สถาปัตยกรรม RISC รวมถึงการออกแบบแคชคำสั่งและแยกข้อมูลในขณะที่สถาปัตยกรรม CISC มีแคชแบบรวมสำหรับข้อมูลและคำแนะนำแม้ว่าการออกแบบล่าสุดส่วนใหญ่จะใช้แคชแบบแยก
ในโปรเซสเซอร์ RISC กลไกของหน่วยความจำที่ใช้คือรีจิสเตอร์เพื่อรีจิสเตอร์รวมถึงคำสั่งเช่น STORE และโหลดอิสระ ใน CISC กลไกของหน่วยความจำที่ใช้คือหน่วยความจำไปยังหน่วยความจำเพื่อดำเนินการต่างๆรวมถึงคำสั่งเช่น LOAD & STORE
การลงทะเบียนสำหรับวัตถุประสงค์ทั่วไปที่ใช้ในโปรเซสเซอร์ RISC คือ 32 ถึง 192 ในขณะที่ RISC ใช้ 8 ถึง 24 GPR
ในโปรเซสเซอร์ RISC จะใช้นาฬิกาเดียวและโหมดการกำหนดแอดเดรสมี จำกัด ในขณะที่ใน CISC จะใช้นาฬิกาหลายนาฬิกาและโหมดกำหนดแอดเดรสมีตั้งแต่ 12 ถึง 24
ความแตกต่างระหว่างชุดคำสั่ง RISC และ CISC คือ RISC ISA เน้นซอฟต์แวร์เมื่อเทียบกับฮาร์ดแวร์ ชุดคำสั่งของโปรเซสเซอร์ RISC ใช้ซอฟต์แวร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเช่นโค้ดหรือคอมไพเลอร์โดยใช้คำสั่งน้อยลง CISC ISAs ใช้ทรานซิสเตอร์จำนวนหนึ่งภายในฮาร์ดแวร์เพื่อดำเนินการคำสั่งต่างๆรวมทั้งคำสั่งที่ซับซ้อนเพิ่มเติมด้วย

ข้อดีของ RISC มากกว่า CISC รวมสิ่งต่อไปนี้

ในการพัฒนาโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันไมโครโปรเซสเซอร์ RISC (คอมพิวเตอร์ชุดคำสั่งแบบย่อ) เป็นไมโครโปรเซสเซอร์ที่ใช้บ่อยที่สุดและมีความสำคัญ ภายใต้เงื่อนไขบางประการอุปกรณ์ที่ใช้โปรเซสเซอร์นี้จะให้ประโยชน์ที่สำคัญเหนือ CISC (คอมพิวเตอร์ชุดคำสั่งที่ซับซ้อน) ในข้างต้นจะกล่าวถึงการเปรียบเทียบโดยย่อระหว่างโปรเซสเซอร์ทั้งสอง

ประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ RISC นั้นสูงกว่าเมื่อเทียบกับโปรเซสเซอร์ CISC สองถึงสี่เท่าเนื่องจากชุดคำสั่งพื้นฐาน สถาปัตยกรรมของโปรเซสเซอร์นี้ใช้พื้นที่น้อยมากเนื่องจากชุดคำสั่งลดลงและจะทำให้มีฟังก์ชันเพิ่มเติมเช่นการจัดการหน่วยความจำหรือหน่วยเลขคณิตทศนิยมบนชิปที่คล้ายกัน

บทความนี้กล่าวถึงแนวคิดของ RISC, CISC และความแตกต่าง เมื่อมีการแนะนำไมโครโปรเซสเซอร์ตัวแรกเช่นเดียวกับไมโครคอนโทรลเลอร์ไม่มีสถาปัตยกรรมที่ดีและเหมาะสมกว่า เมื่อใช้โปรเซสเซอร์เหล่านี้แล้วสถาปัตยกรรม CISC จะถูกใช้เป็นส่วนใหญ่เนื่องจากไม่มีการสนับสนุนซอฟต์แวร์ในไฟล์ โปรเซสเซอร์ RISC . ส่วนใหญ่ทำเพื่อสร้างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ทั้งหมดที่เหมาะสมกับโปรเซสเซอร์ 8086 ตัวแรก เราหวังว่าคุณจะเข้าใจแนวคิดนี้ดีขึ้น นอกจากนี้หากมีข้อสงสัยเกี่ยวกับแนวคิดนี้หรือ การดำเนินโครงการไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ใด ๆ โปรดแสดงความคิดเห็นของคุณโดยการแสดงความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง