sa 2024/12/30 147,767

Complex Instruction Set Computers: Paano nila binago ang computing?

Sinusuri ang panghuli arkitektura ng mga processors ng computer ay nagbubukas ng mga kumplikado sa likod ng kanilang operasyon at pagganap.Kabilang sa mga pinaka -maimpluwensyang disenyo ng processor ay ang Complex Instruction Set Computer (CISC) at ang nabawasan na mga arkitektura ng Computer (RISC).Nag -aalok ang bawat isa ng mga natatanging diskarte sa pagpapatupad ng pagtuturo, kahusayan sa programming, at disenyo ng hardware.Ang artikulong ito ay galugarin ang mga intricacy ng arkitektura ng CISC, na binibigyang diin ang malawak na set ng pagtuturo na nagpapasimple sa pagprograma habang nagtatanghal ng mga hamon sa hardware.Naghuhukay din ito sa naka -streamline na diskarte sa RISC, na nag -optimize ng pagganap sa pamamagitan ng isang pinasimple at mahusay na set ng pagtuturo.Sa wakas, ang post ay nagtatampok kung paano ang mga modernong processors ay lalong nagpatibay ng mga hybrid na arkitektura, na pinaghalo ang mga lakas ng parehong CISC at RISC upang matugunan ang magkakaibang mga pangangailangan sa computational.

Catalog

Pangkalahatang -ideya ng Cisc

Ang arkitektura ng isang computer processor ay nakasentro sa paligid ng pagpapatupad ng isang magkakaibang hanay ng mga tagubilin o microinstructions, bawat isa ay idinisenyo upang matupad ang mga tiyak na gawain.Habang ang isang mas komprehensibong set ng pagtuturo ay maaaring gumawa ng programming para sa microprocessor na mas madaling maunawaan, maaari rin itong ipakilala ang mga potensyal na hurdles ng pagganap.Ang kumplikadong arkitektura ng Computer Set Computer (CISC) ay nakatayo dahil sa malawak na koleksyon ng mga tagubilin, kabilang ang mga masalimuot na mga nagpapasimple sa karanasan sa programming kung ihahambing sa mga alternatibong arkitektura.Ang bawat gawain, simple man o kumplikado, ay ipinares sa isang natatanging pagtuturo, na binabawasan ang dami ng kinakailangan ng coding.Gayunpaman, ang masalimuot na disenyo na ito ay maaaring magdulot ng mga kilalang hamon sa pagbuo ng CPU at ang nauugnay na control unit circuitry.

Ang arkitektura ng CISC ay nakikilala sa pamamagitan ng isang malawak na pagpili ng mga microinstructions na nagpapadali sa pag -unlad ng programa para sa processor.Ang mga microinstructions na ito, na madalas na ipinahiwatig sa wika ng pagpupulong, ay nagpapalitan ng ilang mga pag-andar na ayon sa kaugalian na hawakan ng software na may mga sistema ng pagtuturo sa antas ng hardware.Ang shift na ito ay hindi lamang nagpapagaan ng workload para sa iyo ngunit pinapayagan din ang sabay-sabay na pagpapatupad ng mga mababang antas ng operasyon sa bawat pag-ikot ng pagtuturo, pagpapahusay ng pangkalahatang bilis ng pagpapatupad ng computer.

Ang dalas ng paggamit ng pagtuturo sa loob ng set ng pagtuturo ng CISC ay nagpapakita ng isang kapansin -pansin na kawalan ng timbang.Humigit -kumulang na 20% ng mga tagubilin ay karaniwang ginagamit, ang pag -account para sa halos 80% ng kabuuang code ng programa, habang ang natitirang 80% ay bihirang nagtatrabaho, na nag -aambag sa 20% lamang ng programming.Ang pagmamasid na ito ay sumasalamin sa isang mas malawak na prinsipyo na sinusunod sa iba't ibang mga patlang: ang isang maliit na pagpili ng mga tool o pamamaraan ay madalas na gumagawa ng karamihan ng mga kinalabasan.

Paghahambing sa CISC at RISC

Ang Architecture ng Nabawasan na Itinakda ng Computer (RISC) ay nakatayo dahil sa naka -streamline na set ng pagtuturo, na naglalayong mapalakas ang kahusayan ng processor.Ang disenyo na ito, gayunpaman, ay nangangailangan ng isang mas sopistikadong diskarte sa panlabas na programming.Sa pamamagitan ng pagtuon sa pinaka -karaniwang ginagamit na mga simpleng tagubilin, epektibong maiiwasan ng RISC ang mga komplikasyon na madalas na kasama ng mas kumplikadong mga utos.

• Ang arkitektura ng RISC ay pamantayan ang haba ng pagtuturo.

• Pinapadali nito ang mga format ng pagtuturo, lalo na umaasa sa control logic.

• Ang pagpili ng disenyo na ito ay nag -aalis ng pangangailangan para sa kontrol ng microcode, na nagreresulta sa mas mabilis na bilis ng pagpapatakbo.

Ang pinagmulan ng RISC ay maaaring masubaybayan pabalik sa groundbreaking research na isinagawa ni John Cocke sa IBM.Ang kanyang mga natuklasan ay nagpapahiwatig na halos 20% lamang ng mga tagubilin sa computer ang humigit -kumulang na 80% ng computational workload.Ang pananaw na ito ay nagdadala ng malaking timbang, na nagmumungkahi na sa pamamagitan ng pag -optimize ng madalas na naisakatuparan na mga tagubilin, maaaring makamit ang malawak na pagpapabuti ng pagganap.Dahil dito, ang mga sistema ng RISC ay madalas na higit pa sa mga kumplikadong pagtuturo na nagtatakda ng computer (CISC), na nakahanay sa kilalang 80/20 na prinsipyo na nagpapaalam sa pagbuo ng arkitektura ng RISC.

Habang ipinagmamalaki ng RISC ang ilang mga pakinabang, hindi ito ganap na pinalitan ang arkitektura ng CISC.Ang bawat uri ay may natatanging lakas, at ang mga pagkakaiba sa pagitan nila ay naging hindi gaanong binibigkas sa paglipas ng panahon.Sa kontemporaryong kasanayan, maraming mga modernong CPU ang nagsasama ng mga elemento mula sa parehong RISC at CISC, na sumasalamin sa isang lumalagong takbo patungo sa mga arkitektura ng hybrid.Halimbawa, inilalarawan ng ultra-long word word (ULIW) ang mga CPU na ito, pinagsama ang mga benepisyo ng parehong mga arkitektura upang makabuo ng isang mas madaling iakma na yunit ng pagproseso.Ang pagsasanib na ito ay hindi lamang nagpapalakas ng pagganap ngunit nagpapakilala rin ng kakayahang umangkop sa programming, na nagpapahintulot para sa isang mas malawak na hanay ng mga aplikasyon.