RISC 및 CISC 아키텍처에 대한 이해

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명령어 세트 또는 명령어 세트 아키텍처는 데이터 조작을 처리하기 위해 컴퓨터를 안내하기 위해 컴퓨터에 명령을 제공하는 컴퓨터의 구조입니다. 명령어 세트는 명령어, 주소 지정 모드, 기본 데이터 유형, 레지스터, 인터럽트, 예외 처리 및 메모리 아키텍처로 구성됩니다. 명령어 세트는 인터프리터를 사용하여 소프트웨어에서 에뮬레이션되거나 프로세서의 하드웨어에 내장 될 수 있습니다. 명령 세트 아키텍처는 소프트웨어와 하드웨어 간의 경계로 간주 할 수 있습니다. 마이크로 컨트롤러의 분류 마이크로 프로세서는 RISC 및 CISC 명령어 세트 아키텍처를 기반으로 수행 될 수 있습니다.

프로세서의 명령 세트

프로세서의 명령 세트



명령어 세트는 프로세서에서 지원하는 작업, 프로세서의 저장 메커니즘 및 프로그램을 프로세서로 컴파일하는 방법을 포함한 프로세서 기능을 지정합니다.


RISC와 CISC는 무엇입니까?

그만큼 RISC 및 CISC 다음과 같이 확장 할 수 있습니다.



RISC는 축소 된 명령 집합 컴퓨터를 나타내며
CISC는 복합 명령어 세트 컴퓨터를 나타냅니다.

RISC (Reduced Instruction Set Computer) 아키텍처

RISC 아키텍처

RISC 아키텍처

그만큼 마이크로 컨트롤러 아키텍처 작고 고도로 최적화 된 명령어 세트를 사용하는 명령어를 축소 명령어 세트 컴퓨터라고하거나 간단히 RISC라고합니다. LOAD / STORE 아키텍처라고도합니다.

1970 년대 말과 1980 년대 초에 RISC 프로젝트는 주로 Stanford, UC-Berkley 및 IBM에서 개발되었습니다. IBM 연구팀의 John Coke는 CISC보다 빠르게 계산을 처리하는 데 필요한 명령 수를 줄여 RISC를 개발했습니다. RISC 아키텍처는 더 빠르고 RISC 아키텍처 제조에 필요한 칩도 CISC 아키텍처에 비해 저렴합니다.


RISC 아키텍처의 일반적인 기능

  • RISC의 파이프 라이닝 기술은 CPU의 모든 명령이 최적화되도록 명령의 여러 부분 또는 단계를 동시에 실행합니다. 따라서 RISC 프로세서는 한 사이클의 명령 당 클럭을 가지며이를 One Cycle Execution이라고합니다.
  • 그것은 최적화합니다 레지스터 사용 RISC에 더 많은 레지스터가 있고 메모리 내에서 더 많은 상호 작용을 방지 할 수 있습니다.
  • 간단한 주소 지정 모드, 복잡한 주소 지정도 산술을 사용하여 수행 할 수 있습니다. AND / OR 논리 연산 .
  • 모든 레지스터를 모든 컨텍스트에서 사용할 수있는 동일한 범용 레지스터를 사용하여 컴파일러 설계를 단순화합니다.
  • 레지스터를 효율적으로 사용하고 파이프 라이닝 사용을 최적화하려면 명령 집합을 줄여야합니다.
  • opcode에 사용되는 비트 수가 감소합니다.
  • 일반적으로 RISC에는 32 개 이상의 레지스터가 있습니다.

RISC 프로세서 아키텍처의 장점

  • RISC의 작은 명령어 세트로 인해 고급 언어 컴파일러는보다 효율적인 코드를 생성 할 수 있습니다.
  • RISC는 공간을 자유롭게 사용할 수 있습니다. 마이크로 프로세서 단순성 때문입니다.
  • 스택을 사용하는 대신 많은 RISC 프로세서는 인수를 전달하고 지역 변수를 보유하기 위해 레지스터를 사용합니다.
  • RISC 함수는 몇 개의 매개 변수 만 사용하고 RISC 프로세서는 호출 명령어를 사용할 수 없으므로 파이프 라인이 쉬운 고정 길이 명령어를 사용합니다.
  • 작업 속도를 극대화하고 실행 시간을 최소화 할 수 있습니다.
  • 매우 적은 수의 명령어 형식 (4 개 미만), 몇 개의 명령어 (약 150 개) 및 몇 가지 주소 지정 모드 (4 개 미만)가 필요합니다.

RISC 프로세서 아키텍처의 단점

  • 명령어 길이가 늘어 나면 RISC 프로세서가 명령어 당 문자주기를 실행하기 때문에 복잡성이 증가합니다.
  • CISC 코드를 RISC 코드로 변환하는 동안 컴파일러에 대한 지식이 중요한 역할을하므로 생성 된 코드의 품질은 컴파일러에 따라 다르므로 RISC 프로세서의 성능은 대부분 컴파일러 또는 프로그래머에 따라 달라집니다.
  • CISC 코드를 코드 확장이라고하는 RISC 코드로 다시 예약하면 크기가 증가합니다. 또한이 코드 확장의 품질은 컴파일러와 시스템의 명령어 세트에 따라 달라집니다.
  • RISC 프로세서의 첫 번째 레벨 캐시는 RISC의 단점이기도합니다. 이러한 프로세서는 칩 자체에 대용량 메모리 캐시를 가지고 있습니다. 지시 사항을 먹이려면 매우 빠른 메모리 시스템 .

CISC (Complex Instruction Set Computer) 아키텍처

CISC 프로세서 아키텍처의 주요 목적은 더 적은 수의 조립 라인을 사용하여 작업을 완료하는 것입니다. 이를 위해 프로세서는 일련의 작업을 실행하도록 구축되었습니다. 복잡한 명령어는 MULT라고도하며 메모리 뱅크 컴파일러가 저장 및로드 기능을 수행하도록하지 않고 직접 컴퓨터의

CISC 아키텍처

CISC 아키텍처

CISC 아키텍처의 특징

  • 컴퓨터 아키텍처를 단순화하기 위해 CISC는 마이크로 프로그래밍을 지원합니다.
  • CISC에는 고급 언어를 쉽게 설계하고 구현할 수 있도록 사전 정의 된 명령이 더 많이 있습니다.
  • CISC는 적은 수의 레지스터와 더 많은 수의 주소 지정 모드 (일반적으로 5 ~ 20 개)로 구성됩니다.
  • CISC 프로세서는 명령어 실행에 다양한주기 시간 (다중 클럭주기)을 사용합니다.
  • CISC의 복잡한 명령어 세트로 인해 파이프 라이닝 기술은 매우 어렵습니다.
  • CISC는 일반적으로 100에서 250까지의 더 많은 수의 명령어로 구성됩니다.
  • 특별 지침은 매우 드물게 사용됩니다.
  • 메모리의 피연산자는 명령어로 조작됩니다.

CISC 아키텍처의 장점

  • 각 기계어 명령어는 마이크로 코드 명령어로 그룹화되고 그에 따라 실행 된 다음 마이크로 코드 구현이라고하는 메인 프로세서의 메모리에 내장 저장됩니다.
  • 마이크로 코드 메모리가 메인 메모리보다 빠르기 때문에 마이크로 코드 명령어 세트는 하드 와이어 구현에 비해 상당한 속도 감소없이 구현 될 수 있습니다.
  • 마이크로 프로그램 설계를 수정하여 전체 새 명령어 세트를 처리 할 수 ​​있습니다.
  • CISC는 풍부한 명령어 세트를 구축하여 프로그램을 구현하는 데 필요한 명령어 수를 줄일 수 있으며 느린 메인 메모리를보다 효율적으로 사용하도록 만들 수 있습니다.
  • 모든 이전 명령어로 구성된 상위 명령어 집합으로 인해 마이크로 코딩이 쉬워집니다.

CISC의 단점

  • 다른 명령에 의해 소요되는 시계 시간은 다를 수 있습니다. 이로 인해 기계의 성능이 저하됩니다.
  • 프로세서의 모든 새 버전이 이전 세대의 하위 집합으로 구성됨에 따라 명령어 세트 복잡성과 칩 하드웨어가 증가합니다.
  • 자주 사용되지 않는 특수한 명령어가 많이 존재하지만 일반적인 프로그래밍 이벤트에서 기존 명령어의 20 % 만 사용됩니다.
  • 조건 코드는 CISC 명령에 의해이 설정에 시간이 걸리는 각 명령의 부작용으로 설정되며, 후속 명령이 조건 코드 비트를 변경함에 따라 컴파일러는이 문제가 발생하기 전에 조건 코드 비트를 검사해야합니다.

RISC 대. CISC

  • 프로그래머는 RISC에서 불필요한 코드를 제거하여 낭비되는주기를 방지 할 수 있지만 CISC 코드를 사용하는 동안 CISC의 비 효율성으로 인해 낭비되는주기가 발생합니다.
  • RISC에서 각 명령어는 복잡한 작업을 수행하기 위해 여러 개의 작은 명령어가 함께 사용되는 반면 CISC를 사용하여 동일한 작업을 수행하는 데 필요한 명령어는 거의 필요하지 않습니다. 복잡한 작업을 수행 할 수 있기 때문입니다. 지침은 고 국어 코드와 유사합니다.
  • CISC는 일반적으로 컴퓨터에 사용되는 반면 RISC는 스마트 폰, 태블릿 및 기타 전자 장치에 사용됩니다.

다음 그림은 RISC와 CISC의 더 많은 차이점을 보여줍니다.

RISC 대. CISC

RISC 대. CISC

따라서이 기사에서는 RISC 및 CISC 프로세서 아키텍처의 RISC 및 CISC 아키텍처 기능에 대해 간략하게 설명합니다. RISC 및 CISC의 장점과 단점, RISC와 CISC 아키텍처 간의 차이점에 대해 간략히 설명합니다. RISC 및 CISC 아키텍처에 대한 자세한 내용은 아래에 댓글을 달아 쿼리를 게시하십시오.

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