Архитектура процессоров определяет, как инструкции обрабатываются процессором. Существуют два основных типа архитектур: RISC и CISC. RISC - архитектура, использующая упрощенный…
Архитектура процессоров определяет, как инструкции обрабатываются процессором. Существуют два основных типа архитектур: RISC и CISC. RISC - архитектура, использующая упрощенный набор инструкций, которые выполняются быстрее и эффективнее. CISC - архитектура, использующая сложный набор инструкций, которые могут выполнять более сложные операции за один шаг. Основные различия: наборы CISC с полным набором команды, а RISC сокращённый набор команд. Основные принципы RISC: 1) каждая из команд имеет одинаковую длину 2) любая команда выполняется за 1 машинный цикл 3) обращение к памяти при выполнение операций записи/чтения, обработка в регистровой структуре процессора 4) Система команд обеспечивает поддержку языков высокого уровня Современные RISC-процеасоры используют около 150 инструкций(полсотни в 1 поколении). Но основной принцип RISC остался неизменным: обработка данных ведётся только в регистрах и только с использованием команд типа "рег-рег-рег". В RISC- микропроцессорах значительную часть площади кристалла занимает тракт обработки данных, а секции управления и дешифратора отводится небольшая часть. Простая архитектура обеспечивает их компактность и отсутствие проблем с охлаждением. В отличие от CISC, которая упорно придерживалась сложного пути развития, RISC-процессоры сфокусировались на простате и эффективности аппаратурной части. Основные черты CISC: многобайтовые команды, мало регистров, сложные команды, 1/менее команд за 1 цикл процессора, традиционно 1 исполнительное устройство. Основные черты RISC: однобайтовые, много регистров, простые команды, несколько команд за цикл, несколько исполнительных устройств. RISC - первыми достигли высокой скорости арифметических вычислений, реализуя стандарт IEEE 754 для 32/64-ех разрядных чисел. Они также обеспечивают высокую скорость операций с плавающей точкой, дающая им преимущество в быстродействии. Отличаются сложной системой для работы с арифметическими устройствами, включающей механизм динамического прогнозирования ветвлений, большое количество регистров и многоуровневую кэш память. Организация регистровой структуры - ключевое преимущество RISC. Трёхместные операции ( Р1=Р2+Р3) позволяют выбирать операнды и записывать результат, давач большую гибкость по сравнению с CISC. В сочетании с быстродействующей "рег-рег" арифметикой RISC - это мощное средство повышения производительности процессора. RISC системам приходится часто обновлять содержимое регистров процессора, чтобы избежать простоя арифметического устройства. В CISC этой проблемы нет, т.к. модификация регистров происходит параллельно с обработкой команд. Сократи, оставив всё важное
Архитектура процессоров делится на два основных типа: RISC (Reduced Instruction Set Computer) и CISC (Complex Instruction Set Computer).
RISC:
- Использует упрощенный набор инструкций, выполняемых быстрее и эффективнее.
- Основные принципы:
- Каждая команда имеет одинаковую длину.
- Выполнение любой команды занимает 1 машинный цикл.
- Обработка операций записи/чтения выполняется с использованием регистров.
- Поддержка языков высокого уровня.
Современные RISC-процессоры имеют около 150 инструкций. Обработка данных происходит только в регистрах; архитектура компактна и проста, что облегчает охлаждение. RISC-процессоры достигли высокой скорости арифметических вычислений и эффективно работают с плавающей запятой, используя стандарт IEEE 754.
CISC:
- Имеет сложный набор команд и менее эффективна в быстродействии.
- Основные черты:
- Многобайтовые команды, мало регистров.
- Выполняет 1 или менее команды за цикл процессора.
Сравнение RISC и CISC:
- RISC: однобайтовые команды, много регистров, простые инструкции, несколько команд за цикл.
- CISC: сложные команды, меньше регистров, в основном одно исполнительное устройство.
Основное преимущество RISC заключается в высокой производительности благодаря организации регистровой структуры и "рег-рег" арифметике, что позволяет быстро обрабатывать операции. CISC, напротив, решает проблему модификации регистров параллельно с обработкой команд.
