¿Cuál es la diferencia entre la arquitectura RISC y CISC?

La arquitectura de la unidad central de proceso (CPU) es capaz de funcionar a partir de la Arquitectura de Conjuntos de Instrucciones en la que fue diseñada. La arquitectura de la CPU se compone de la informática de conjuntos de reducción (RISC) y de la informática de conjuntos de instrucciones complejas (CISC). Un procesador como el CISC es capaz de realizar operaciones en múltiples etapas o modos de direccionamiento dentro de un mismo conjunto de instrucciones. Es una CPU en la que una instrucción realiza varias operaciones de bajo nivel. Por ejemplo, el almacenamiento, la carga desde la memoria y una operación aritmética. La computación de conjunto de instrucciones reducido es una estrategia de diseño de unidades centrales de procesamiento basada en la opinión de que un conjunto de instrucciones básicas ofrece un gran rendimiento cuando se combina con una arquitectura de microprocesador que tiene la capacidad de ejecutar las instrucciones utilizando unos pocos ciclos de microprocesador por instrucción. Este artículo explica la diferencia entre la arquitectura RISC y CISC. El hardware de Intel se llama Complex Instruction Set Computer (CISC), mientras que el de Apple es Reduced Instruction Set Computer (RISC).

Diferencia entre la arquitectura RISC y CISC

Antes de discutir las diferencias entre la arquitectura RISC y CISC, vamos a discutir los conceptos de RISC y CISC

¿Qué es el RISC?

Un ordenador de conjunto de instrucciones reducido es un ordenador que sólo utiliza órdenes sencillas que pueden descomponerse en varias instrucciones para realizar operaciones de bajo nivel en un solo ciclo CLK, como sugiere el nombre de "conjunto de instrucciones reducido".

El RISC es un microprocesador de conjunto de instrucciones reducido y su arquitectura comprende un conjunto de instrucciones altamente personalizadas. Su función principal es reducir el tiempo de ejecución de las instrucciones limitando y optimizando el número de comandos. Cada ciclo de comando utiliza un solo ciclo de reloj y cada ciclo de reloj incluye tres parámetros: buscar, descodificar y ejecutar.

Este tipo de procesador se utiliza principalmente para ejecutar varios comandos difíciles fusionándolos en comandos más sencillos. El procesador RISC necesita un cierto número de transistores para su diseño y reduce el tiempo de ejecución de las instrucciones. Los mejores ejemplos de procesadores RISC son PowerPC, SUN SPARC, RISC-V, Microchip PIC, etc.

Arquitectura RISC

El término RISC significa ''Reduced Instruction Set Computer''. Es un diseño de CPU que se basa en órdenes sencillas y actúa con rapidez.

Es un conjunto de instrucciones pequeño o reducido. En este caso, cada instrucción está destinada a realizar tareas muy pequeñas. En esta máquina, los conjuntos de instrucciones son modestos y sencillos, lo que ayuda a comprender comandos más complejos. Cada instrucción tiene una longitud similar; se envuelven juntas para realizar tareas complejas en una sola operación. La mayoría de los comandos se completan en un solo ciclo de máquina. El pipelining es una técnica fundamental para acelerar las máquinas RISC.

Características

Las características de los RISC son las siguientes.

• Arquitectura en tuberías
• El número de instrucciones es limitado, así como la disminución
• Las instrucciones como cargar y almacenar tienen derechos de acceso a la memoria
• Los modos de direccionamiento son menos
• Las instrucciones son uniformes y su formato se puede simplificar

Ventajas

Las ventajas del procesador RISC son las siguientes

• El rendimiento de este procesador es bueno debido al número sencillo y limitado de instrucciones.
• Este procesador utiliza varios transistores en el diseño para que la producción sea más económica.
• El procesador RISC permite que las instrucciones utilicen el espacio abierto de un microprocesador debido a su simplicidad.
• Es muy sencillo en comparación con otro procesador: puede completar su tarea en un solo ciclo de reloj.

Desventajas

Las desventajas de un procesador CISC son las siguientes

• El rendimiento de este procesador puede cambiar en función del código ejecutado, ya que los comandos posteriores pueden depender de la instrucción anterior para su ejecución dentro de un ciclo.
• La instrucción compleja es utilizada a menudo por los compiladores y programadores
• Estos procesadores necesitan una memoria muy rápida para almacenar las diferentes instrucciones utilizando una enorme colección de memoria caché para reaccionar rápidamente a la orden.

¿Qué es el CISC?

Fue desarrollado por Intel Corporation y es un ordenador de conjunto de instrucciones complejas. Este procesador incluye una enorme colección de instrucciones de simples a complejas. Estas instrucciones se especifican a nivel de lenguaje ensamblador y tardan más en ejecutarse.

Un ordenador con un conjunto de instrucciones complejas es un ordenador en el que las instrucciones individuales pueden realizar numerosas operaciones de bajo nivel, como una carga de la memoria, una operación aritmética y un almacenamiento en la memoria, o se realizan con procesos de varios pasos o modos de direccionamiento en instrucciones individuales, como sugiere el nombre de "conjunto de instrucciones complejas".

Este procesador pretende reducir el número de instrucciones por programa e ignorar el número de ciclos por instrucción. Destaca la posibilidad de ensamblar instrucciones complejas abiertamente en el hardware, ya que el hardware es siempre más importante que el software. Sin embargo, los chips CISC son relativamente más lentos que los RISC, pero utilizan instrucciones más pequeñas que los RISC. Los mejores ejemplos de procesadores CISC son AMD, VAX, System/360 e Intel x86.

Arquitectura CISC

El término CISC significa ''Complex Instruction Set Computer''. Se trata de un diseño de CPU basado en comandos simples, que son capaces de realizar operaciones en múltiples pasos.

Los ordenadores CISC tienen programas pequeños. Tienen un gran número de instrucciones compuestas, que tardan mucho en ejecutarse. En este caso, un único conjunto de instrucciones está protegido en varias etapas; cada conjunto de instrucciones tiene más de 300 instrucciones distintas. El número máximo de instrucciones se completa en dos a diez ciclos de máquina. En CISC, la canalización de instrucciones no es fácil de implementar.

Características

Las principales características del procesador RISC son las siguientes

• El CISC puede tardar más tiempo en ejecutar el código que un solo ciclo de reloj.
• El CISC admite lenguajes de alto nivel para una compilación sencilla y una estructura de datos compleja.
• Se compila con un mayor número de nodos de direccionamiento y un menor número de registros, normalmente de 5 a 20.
• Para escribir una aplicación, se necesitan menos instrucciones
• La longitud del código es muy corta, por lo que necesita muy poca RAM.
• Hace hincapié en la instrucción de hardware durante el diseño, ya que es más rápido de diseñar que el software.
• Las instrucciones son mayores que una sola palabra.
• Ofrece una programación sencilla dentro del lenguaje ensamblador.

Ventajas

El ventajas del CISC incluyen lo siguiente.

• Este procesador creará un procedimiento para gestionar la utilización de la energía que regule la velocidad del reloj y el voltaje.
• En el procesador CISC, el compilador requiere poco esfuerzo para cambiar el programa o la instrucción de lenguaje de alto nivel a lenguaje ensamblador o lenguaje máquina.
• Una sola instrucción puede ejecutarse mediante varias tareas de bajo nivel
• No utiliza mucha memoria debido a la corta longitud del código.
• CISC utiliza menos instrucciones para ejecutar la misma instrucción que RISC.
• La instrucción puede almacenarse en la RAM de cada CISC

Desventajas

Las desventajas del CISC son las siguientes

• Las instrucciones existentes utilizadas por el CISC son un 20% dentro de un evento del programa.
• En comparación con los procesadores RISC, los procesadores CISC son muy lentos en la ejecución de cada ciclo de instrucción de cada programa.
• Este procesador utiliza más transistores que los RISC.
• La ejecución en tuberías dentro del CISC dificulta su uso.
• El rendimiento de la máquina se reduce debido a la baja velocidad del reloj.

Diferencia entre la arquitectura RISC y CISC

Principales diferencias entre RISC y CISC

Las principales diferencias entre RISC y CISC son las siguientes.

• El tamaño del conjunto de instrucciones se reduce en comparación con el RISC.
• En el RISC, el control de la CPU se puede hacer de forma rígida sin utilizar una memoria de control, mientras que el CISC está microcodificado y utiliza una ROM.
• El procesador RISC trabaja con 32 bits por instrucción y suele apoyarse en el registro, mientras que el CISC utiliza un formato no uniforme que va de 16 a 64 bits por instrucción.
• La arquitectura RISC prevé el diseño de una caché de instrucciones dividida y una caché de datos dividida, mientras que la arquitectura CISC prevé una caché de datos e instrucciones unificada, aunque la mayoría de los diseños recientes también utilizan cachés divididas.
• En los procesadores RISC, el mecanismo de memoria utilizado es de registro a registro e incluye instrucciones como STORE y LOAD independientes. En los procesadores CISC, el mecanismo de memoria utilizado es el de memoria a memoria para realizar diversas operaciones, incluyendo instrucciones como LOAD y STORE.
• Los registros de propósito general utilizados en los procesadores RISC van de 32 a 192, mientras que los RISC utilizan de 8 a 24 GPR.
• En el procesador RISC se utiliza un solo reloj y los modos de direccionamiento son limitados, mientras que en el CISC se utiliza un reloj múltiple y los modos de direccionamiento van de 12 a 24.
• El diferencia entre los conjuntos de instrucciones RISC y CISC es que el ISA RISC hace hincapié en el software sobre el hardware. El conjunto de instrucciones del procesador RISC utiliza un software más eficiente, como el código o los compiladores, debido a un menor número de instrucciones. Los ISAs RISC emplean un número de transistores dentro del hardware para ejecutar varias instrucciones y también otras complejas.

El ventajas del RISC sobre el CISC incluyen lo siguiente.

En los desarrollos actuales de los procesadores informáticos, el microprocesador RISC (reduced instruction set computer) es el más utilizado y significativo. En determinadas condiciones, los dispositivos basados en este procesador ofrecen importantes ventajas sobre los CISC (ordenadores de conjunto de instrucciones complejas). En este artículo se hace una breve comparación entre los dos procesadores.

El rendimiento de los procesadores RISC es de dos a cuatro veces mayor que el de los procesadores CISC debido al conjunto de instrucciones básicas. La arquitectura de este procesador utiliza muy poco espacio debido al reducido conjunto de instrucciones y esto permite añadir funciones como la gestión de la memoria o las unidades aritméticas de punto flotante en un chip similar.

Este artículo explica los conceptos de RISC y CISC y sus diferencias. Cuando se introdujeron los primeros microprocesadores y microcontroladores, no había una arquitectura mejor y más adecuada. Una vez implementados estos procesadores, se utilizó la arquitectura CISC, principalmente por la falta de soporte de software en los sistemas RISC Procesador RISC. Esto se hizo principalmente para volver a construir todo el hardware y el software bien adaptado a través de los primeros procesadores 8086. Esperamos que entiendas mejor este concepto. Además, si tienes alguna duda sobre este concepto o sobre la realización de algún diseño eléctrico y electrónico, danos tu opinión comentando en la sección de comentarios de abajo.