Сравнительный анализ принципов работы cisc, risc процессоров
 Скачать 27.13 Kb.
|
|
АВТОНОМНАЯ НЕКОММЕРЧЕСКАЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ «УРЮПИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ БИЗНЕСА» Доклад на тему: Сравнительный анализ принципов работы CISC, RISC процессоров Выполнил: студенты группы: 2Ис9 Информационные системы (по отраслям) Фатеев А. П. Преподаватель: Кузнецова И. Н. Урюпинск 2021 Оглавление Описание CISC архитектуры 3 Описание RISC архитектуры 5 Сравнительный анализ архитектур RISC и CISC. 7 Заключение 9 Используемые источники 10 Описание CISC архитектурыCISC - Исторически первые микропроцессоры, появившиеся в 70х годах XX века, имели относительно простую систему команд, что объяснялось небольшими возможностями интегральной схемотехники. По мере увеличения степени интеграции ИМС разработчики МП старались расширять систему команд и делать команды более функциональными, «семантически нагруженными». Это объяснялось, в частности, двумя моментами – во первых, требованиями экономить память для размещения программ, оставлять больше памяти под данные и т.д., а вовторых – возможностью реализовать внутри кристалла процессора сложные инструкции быстрее, чем при их программной реализации. В результате появились процессоры с большими наборами команд, причем команды эти также зачастую являлись достаточно сложными. В последствии эти МП назвали CISC. CISC (Complex instruction set computing, или. complex instruction set computer — компьютер с полным набором команд) — концепция проектирования процессоров, которая характеризуется следующим набором свойств: ● нефиксированное значение длины команды; ● арифметические действия кодируются в одной команде; ●небольшое число регистров, каждый из которых выполняет строго определённую функцию. Недостатки CISC Наряду с отмеченными преимуществами процессоры CISC обладали и рядом недостатков, в частности – команды оказывались сильно неравнозначными по времени выполнения (разное количество тактов), плохо конвейеризовались, требовали сложного (и длительного) декодирования и выполнения. Для повышения производительности стали использовать жесткую логику управления, что отразилось на регулярности и сложности кристаллов (нерегулярные кристаллы менее технологичны при изготовлении). На кристалле оставалось мало места для РОН и КЭШ. Типичными представителями являются большинство процессоров семейства x86. Например: Intel 8008, Intel 80286, Motorola 68k. Описание RISC архитектурыЧто такое RISC? RISC (Reduced Instruction Set Computer) – архитектура процессора с сокращённым набором инструкций. Начало исследований в данной области положено компанией IBM в 1975 году. Правда фактически, RISC подобная архитектура была создана Сеймуром Крэйем в 1964 году и опробована в суперкомпьютере CDC 6600. «Сокращённый набор команд» вовсе не означает, что процессор имеет малое количество инструкций. Это значит лишь то, что инструкции разделены на действия, результаты которых могут быть вычислены за определённый период времени (обычно один такт). Особенности RISC 1. Любая операция должна выполняться за один такт, вне зависимости от ее типа. 2. Система команд должна содержать минимальное количество наиболее часто используемых простейших инструкций одинаковой длины. 3. Операции обработки данных реализуются только в формате «регистр регистр» (операнды выбираются из оперативных регистров процессора, и результат операции записывается также в регистр; а обмен между оперативными регистрами и памятью выполняется только с помощью команд чтения/записи). 4. Состав системы команд должен быть "удобен" для компиляции операторов языков высокого уровня. RISC Новая архитектура была создана для устранения недостатков CISC архитектуры, но не получила популярности в то время из-за унификации стандарта Intelx86 и всех программ, выпущенных в то время под CISC процессоры (точнее нежелания их переписывать заново, ведь этот процесс затратный). Вычислительным ядрам больше не нужно было обращаться к более медленной ОЗУ для занесения и считывания результатов. Эти цели теперь выполняют регистры общего назначения, а к оперативной памяти обращение идёт только в процессе чтения начальных данных и вывода результатов вычислений. Поддерживается маршрут «регистр регистр». Основной проблемой по реализации RISC архитектуры являлась недостаточная поддержка со стороны софта и программного обеспечения. Но с появлением поддержки UNIX Linux подобных систем, эта проблема практически решилась. Самыми известными и успешными представителями архитектуры RISC являются ARM от разработчика ARM Holdings. Процессоры с данной архитектурой, применяемые в абсолютном большинстве мобильных устройств и даже серверных системах, благодаря очень низкому энергопотреблению и тепловыделению. На данный момент, RISC – архитектура является одной самых распространённых в мире, имея более 40% мирового рынка. Данный результат в основном благодаря ARM архитектуре и то, что в современных мобильных устройствах используются именно процессоры ARM (в абсолютном большинстве). CDC 6600 прародитель идеи RISC процессоров на которых сейчас работает большинство электроники: от холодильников до iPhone. Сравнительный анализ архитектур RISC и CISC.Характеристики архитектур RISC и CISC.
Достоинства и недостатки архитектур RISC и CISC.
ЗаключениеRISC архитектуры имеют значительно упрощенную структуру по сравнению с СISC архитектурой. Это обусловлено меньшим набором операций, которые используются в процессоре. Меньше набор команд меньше элементов нужно для их реализации, меньше площадь на кристалле, также упрощается управляющий блок. В специализированных процессорах для каждой конкретной задачи необходим свой определенный набор команд, значит целесообразно использовать именно RISC архитектуру микропроцессора. Так с помощью использования специализированных RISC процессоров можно ускорить выполнения ряда задач, в мире наблюдается тенденция на распространения использования подобных процессоров. Можно предположить, что число задач, решаемых подобным образом будет увеличиваться, как будет увеличиваться и количество типов процессоров, предназначенных для их решения. CISC постепенно исчерпывает себя и немного тормозит развитие вычислительных способностей современных систем. К тому же, CISC процессоры сложны в проектировании и дороги в производстве и имеют проблемы с полноценным распараллеливанием вычислений (приходится постоянно оптимизировать софт). Используемые источникиhttps://clck.ru/Y6qDA https://clck.ru/MEooL https://znanio.ru/media/prezentatsiya_po_informatike_na_temu_sravnenie_cisc_i_risc_arhetiktur_protsessorov_10_11_kl-38700 http://www.nsc.ru/win/elbib/data/show_page.dhtml?77+740 http://www.nsc.ru/win/elbib/data/show_page.dhtml?77+739 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||