Tikslai:
1. Suprasti RISC architektūros atsiradimo prielaidas.
2. Atpažinti architektūrinius RISC procesorių ypatumus.
3. Lyginti tarpusavyje RISC ir CISC procesorius.
Temos studijoms reikalingas laikas: 2 val. teorijos;
2 val. savarankiško darbo.
Yra dvi pagrindinės šiuolaikinių procesorių architektūros (tiksliau - koncepcijos), jas būtų galima pavadinti ir dviem skirtingom ideologijom. Viena vadinasi "CISC", kita - "RISC".
Ko gero, dažniausiai pateikiamas apibrėžimas būtų toks:
Ø "RISC" - tai "Reduced Instruction Set Computer" arba "Rational Instruction Set Computer" - kompiuteris, turintis mažą skaičių instrukcijų (iki kelių dešimčių) ir kurio instrukcijos parinktos apgalvotai.
Ø "CISC" - "Complex Instruction Set Computer" - šis terminas atsirado tik kaip priešprieša "RISC" terminui ir reiškia kompiuterį, turintį labai daug instrukcijų, kurios pritaikytos veiksmų sekoms atlikti.
"CISC" yra daug senesnė procesorių kūrimo pakraipa. Pagrindinė "CISC" idėja yra tokia: jei mes turime dažnai naudojamą procesoriaus komandų seką, mes galime pakeisti ją specialia procesoriaus instrukcija. Kadangi tokia komandų seka jau bus realizuota aparatiškai, ji bus įvykdyta greičiau. Iš esmės, pirmus du kompiuterių egzistavimo dešimtmečius visi jie buvo kuriami, remiantis tokia idėja. Norint sukurti pilnavertį kompiuterį, pilnai pakaktų keliolikos ar netgi kelių komandų. Tai jau būtų artima "RISC" idėjoms. Iš esmės, yra sukurtas netgi teorinis procesoriaus modelis, kuris gali vykdyti visų tipų uždavinius, naudodamas vieną komandą su vienu operandu! Taigi, kokios būtų konkretesnės "CISC" ar "RISC" pasirinkimo priežastys ir kuo šie procesoriai iš viso skiriasi?
"CISC" architektūrų tipiški bruožai:
Ø Instrukcijos gali būti skirtingų ilgių, tai leidžia efektyviau panaudoti operacinę atmintį.
Ø Dažnai pasitaikančios instrukcijų sekos apjungiamos.
1.1 pav. Tranzistorių skaičiaus Intel ir RISC procesoriuose palyginimas
RISC (duomenų apdorojimas sutrumpintu komandų rinkiniu) idėja nėra nauja. Tai alternatyva įprastiems sudėtingo komandų rinkinio procesoriams CISC, sukurtiems Intel 8086, Motorolos MC68000 procesorių pagrindu.
Didžiausias CISC procesorių trūkumas - labai platus komandų rinkinys. Mikrokodo interpretatorius lėtai apdoroja dažniausiai naudojamas paprastas komandas. Be to pats mikroprocesorius dėl vykdomų sudėtingų komandų yra brangus, jo lyginamasis darbo našumas - mažas.
IBM 801 RISC mini kompiuteris pirmasis neturėjo tokio pobūdžio trūkumų. Lygiagretus paprastų komandų vykdymas lėmė tolygų ir patikimą procesoriaus darbą.
RISC procesoriai turi ir daugiau galimybių pagreitinti lygiagretaus apdorojimo kanalus. Tai suteikia unikalias galimybes optimizuoti RISC procesoriaus darbo našumą ir kaina.
1.2 pav. RISC procesoriaus sandara
RISC architektūros mikroprocesoriuose naudojamos tik R-R tipo komandos, kurias vykdant, operandai išrenkami tik iš bendros paskirties registrų. Juose ir fiksuojami operacijų rezultatai. Naudojami vienodi komandų formatai, nesudėtingi adresavimo režimai. Pirmuosiuose RISC procesoriuose komandų skaičius tesiekė 50, tačiau vėliau viršijo pradžioje numatytą 250 komandų ribą.
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą