RISC-Prozessor

RISC steht für Computerprozessor mit reduziertem Befehlssatz , eine Mikroprozessorarchitektur mit einer einfachen Sammlung und einem hochgradig angepassten Befehlssatz. Es ist darauf ausgelegt, die Befehlsausführungszeit durch Optimierung und Begrenzung der Anzahl der Befehle zu minimieren. Das bedeutet, dass jeder Befehlszyklus nur einen Taktzyklus erfordert und jeder Zyklus drei Parameter enthält: Abrufen, Dekodieren und Ausführen. Der RISC-Prozessor wird auch verwendet, um verschiedene komplexe Anweisungen auszuführen, indem er sie zu einfacheren kombiniert. RISC-Chips erfordern mehrere Transistoren, was den Entwurf kostengünstiger macht und die Ausführungszeit für Befehle verkürzt.

Beispiele für RISC-Prozessoren sind SUN SPARC, PowerPC, Microchip PIC-Prozessoren und RISC-V.

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Vorteile des RISC-Prozessors

1. Die Leistung des RISC-Prozessors ist aufgrund der einfachen und begrenzten Anzahl des Befehlssatzes besser.
2. Es erfordert mehrere Transistoren, was den Entwurf kostengünstiger macht.
3. Aufgrund seiner Einfachheit ermöglicht RISC der Anweisung, freien Speicherplatz auf einem Mikroprozessor zu nutzen.
4. Aufgrund seines einfachen und schnellen Designs ist ein RISC-Prozessor einfacher als ein CISC-Prozessor und kann seine Arbeit in einem Taktzyklus erledigen.

Nachteile des RISC-Prozessors

1. Die Leistung des RISC-Prozessors kann je nach ausgeführtem Code variieren, da nachfolgende Anweisungen für ihre Ausführung in einem Zyklus möglicherweise von der vorherigen Anweisung abhängen.
2. Programmierer und Compiler verwenden häufig komplexe Anweisungen.
3. RISC-Prozessoren benötigen einen sehr schnellen Speicher, um verschiedene Anweisungen zu speichern, die eine große Menge an Cache-Speicher erfordern, um in kurzer Zeit auf die Anweisung zu reagieren.

RISC-Architektur

Es handelt sich um einen hochgradig angepassten Befehlssatz, der aufgrund der Systemzuverlässigkeit in tragbaren Geräten wie Apple iPod, Mobiltelefonen/Smartphones, Nintendo DS usw. verwendet wird.

Merkmale des RISC-Prozessors

Einige wichtige Merkmale von RISC-Prozessoren sind:

Ausführungszeit eines Zyklus:Für die Ausführung jeder Anweisung in einem Computer benötigen die RISC-Prozessoren einen CPI (Clock per Cycle). Und jeder CPI umfasst die Abruf-, Dekodierungs- und Ausführungsmethode, die in Computeranweisungen angewendet wird.Pipeline-Technik:Die Pipelining-Technik wird in den RISC-Prozessoren verwendet, um mehrere Teile oder Phasen von Anweisungen auszuführen, um eine effizientere Leistung zu erzielen.Eine große Anzahl von Registern:RISC-Prozessoren sind mit mehreren Registern optimiert, die zum Speichern von Anweisungen verwendet werden können, schnell auf den Computer reagieren und die Interaktion mit dem Computerspeicher minimieren.
1. Es unterstützt einen einfachen Adressierungsmodus und eine feste Befehlslänge zum Ausführen der Pipeline.
2. Es verwendet die Anweisungen LOAD und STORE, um auf den Speicherort zuzugreifen.
3. Einfache und begrenzte Anweisungen reduzieren die Ausführungszeit eines Prozesses in einem RISC.

CISC-Prozessor

Das CISC steht für Computer mit komplexem Befehlssatz , entwickelt von Intel. Es verfügt über eine große Sammlung komplexer Anweisungen, die von einfach bis sehr komplex reichen und auf die Ebene der Assemblersprache spezialisiert sind, deren Ausführung viel Zeit in Anspruch nimmt. CISC-Ansätze reduzieren also die Anzahl der Befehle in jedem Programm und ignorieren die Anzahl der Zyklen pro Befehl. Der Schwerpunkt liegt darauf, komplexe Anweisungen direkt in der Hardware zu erstellen, da die Hardware immer schneller ist als die Software. Allerdings sind CISC-Chips im Vergleich zu RISC-Chips relativ langsamer, verbrauchen aber weniger Befehle als RISC. Beispiele für CISC-Prozessoren sind VAX, AMD, Intel x86 und das System/360.

Eigenschaften des CISC-Prozessors

Im Folgenden sind die Hauptmerkmale des RISC-Prozessors aufgeführt:

1. Die Länge des Codes ist kurz, sodass nur sehr wenig RAM benötigt wird.
2. Bei CISC oder komplexen Anweisungen kann die Ausführung des Codes länger als ein einzelner Taktzyklus dauern.
3. Für das Verfassen einer Bewerbung sind weniger Anweisungen erforderlich.
4. Es ermöglicht eine einfachere Programmierung in Assemblersprache.
5. Unterstützung für komplexe Datenstrukturen und einfache Kompilierung von Hochsprachen.
6. Es besteht aus weniger Registern und mehr Adressierungsknoten, typischerweise 5 bis 20.
7. Anweisungen können länger als ein einzelnes Wort sein.
8. Der Schwerpunkt liegt auf der Erstellung von Anweisungen auf Hardware, da diese schneller zu erstellen ist als die Software.

CISC-Prozessorarchitektur

Die CISC-Architektur trägt dazu bei, Programmcode zu reduzieren, indem sie mehrere Operationen in jede Programmanweisung einbettet, was den CISC-Prozessor komplexer macht. Der auf der CISC-Architektur basierende Computer ist darauf ausgelegt, die Speicherkosten zu senken, da große Programme oder Anweisungen viel Speicherplatz zum Speichern der Daten benötigen, was den Speicherbedarf erhöht, und eine große Speichersammlung die Speicherkosten erhöht, was sie teurer macht.

Vorteile von CISC-Prozessoren

1. Der Compiler benötigt wenig Aufwand, um in CISC-Prozessoren High-Level-Programme oder Anweisungssprachen in Assembler oder Maschinensprache zu übersetzen.
2. Die Codelänge ist recht kurz, was den Speicherbedarf minimiert.
3. Um den Befehl auf jedem CISC zu speichern, ist sehr wenig RAM erforderlich.
4. Die Ausführung einer einzelnen Anweisung erfordert mehrere Aufgaben auf niedriger Ebene.
5. CISC erstellt einen Prozess zur Verwaltung des Stromverbrauchs, der Taktrate und Spannung anpasst.
6. Es verwendet weniger Befehlssätze, um denselben Befehl auszuführen wie der RISC.

Nachteile von CISC-Prozessoren

1. CISC-Chips sind bei der Ausführung pro Befehlszyklus in jedem Programm langsamer als RSIC-Chips.
2. Die Leistung der Maschine nimmt aufgrund der langsamen Taktrate ab.
3. Die Ausführung der Pipeline im CISC-Prozessor macht die Verwendung kompliziert.
4. Die CISC-Chips erfordern im Vergleich zum RISC-Design mehr Transistoren.
5. In CISC werden nur 20 % der vorhandenen Anweisungen in einem Programmierereignis verwendet.

Unterschied zwischen den RISC- und CISC-Prozessoren