ما هو الفرق بين RISC و CISC العمارة

ما هو الفرق بين RISC و CISC العمارة

تعمل بنية وحدة المعالجة المركزية (CPU) على تشغيل القدرة على العمل من 'بنية مجموعة التعليمات' إلى حيث تم تصميمها. التصميم المعماري لوحدة المعالجة المركزية هو حوسبة مجموعة التعليمات المخفضة (RISC) وحوسبة مجموعة التعليمات المعقدة (CISC). يتمتع معالج مثل CISC بالقدرة على إجراء عمليات متعددة الخطوات أو أوضاع معالجة ضمن مجموعة تعليمات واحدة. إنه تصميم وحدة المعالجة المركزية حيث يعمل أحد التعليمات على عدة أعمال منخفضة المستوى. على سبيل المثال ، تخزين الذاكرة والتحميل من الذاكرة والعملية الحسابية. تعد حوسبة مجموعة التعليمات المخفضة استراتيجية تصميم وحدة المعالجة المركزية بناءً على رؤية أن مجموعة التعليمات الأساسية توفر أداءً رائعًا عند دمجها مع معالج دقيق بنية لديها القدرة على تنفيذ التعليمات باستخدام بعض دورات المعالجات الدقيقة لكل تعليمات. تتناول هذه المقالة الفرق بين بنية RISC و CISC. يسمى جزء الأجهزة من Intel باسم كمبيوتر مجموعة التعليمات المعقدة (CISC) ، وأجهزة Apple هي كمبيوتر مجموعة التعليمات المخفضة (RISC).



الفرق بين RISC و CISC Architecture

قبل أن نناقش الاختلافات بين بنية RISC و CISC أخبرنا عن مفاهيم RISC و CISC


معالجات RISC و CISC

معالجات RISC و CISC





ما هو RISC؟

كمبيوتر مجموعة التعليمات المختصرة هو جهاز كمبيوتر يستخدم أوامر بسيطة فقط يمكن تقسيمها إلى عدة تعليمات تحقق عملية منخفضة المستوى ضمن دورة CLK واحدة ، كما يقترح اسمها 'مجموعة تعليمات مخفضة'.

RISC هو معالج دقيق للكمبيوتر لمجموعة تعليمات مختصرة وتتضمن بنيته مجموعة من الإرشادات التي يتم تخصيصها بدرجة عالية. وتتمثل الوظيفة الرئيسية لهذا في تقليل وقت تنفيذ التعليمات عن طريق الحد من عدد الأوامر وكذلك تحسينها. لذلك تستخدم كل دورة أمر دورة ساعة واحدة حيث تشتمل كل دورة على مدار الساعة على ثلاثة معلمات وهي الجلب وفك التشفير والتنفيذ.



يستخدم هذا النوع من المعالج بشكل أساسي لتنفيذ العديد من الأوامر الصعبة عن طريق دمجها في أوامر أبسط. يحتاج معالج RISC إلى عدد من الترانزستورات لتصميمه ويقلل من وقت التعليمات للتنفيذ. تشمل أفضل الأمثلة على معالجات RISC معالجات PowerPC و SUN’s SPARC و RISC-V و Microchip PIC وما إلى ذلك.

هندسة RISC

يشير المصطلح RISC إلى 'كمبيوتر مجموعة التعليمات المخفضة'. إنها خطة تصميم وحدة المعالجة المركزية بناءً على أوامر بسيطة وتعمل بسرعة.


هذه مجموعة صغيرة أو مصغرة من التعليمات. هنا ، من المتوقع أن تحصل كل تعليمات على وظائف صغيرة جدًا. في هذا الجهاز ، تكون مجموعات التعليمات متواضعة وبسيطة ، مما يساعد في تكوين أوامر أكثر تعقيدًا. كل تعليمات لها نفس الطول يتم لفها معًا لإنجاز المهام المركبة في عملية واحدة. يتم إكمال معظم الأوامر في دورة آلة واحدة. يعتبر خط الأنابيب هذا تقنية مهمة تستخدم لتسريع آلات RISC.

صفات

تشمل خصائص RISC ما يلي.

  • هندسة خطوط الأنابيب
  • عدد التعليمات مقيد وكذلك نقصان
  • التعليمات مثل التحميل والتخزين لها حق الدخول إلى الذاكرة
  • أوضاع معالجة أقل
  • التدريس موحد ويمكن تبسيط شكله

مزايا

تشمل مزايا معالج RISC ما يلي.

  • أداء هذا المعالج جيد لأنه سهل ومحدود لا. من مجموعة التعليمات.
  • يستخدم هذا المعالج عدة ترانزستورات في التصميم بحيث يكون التصنيع أرخص.
  • يسمح معالج RISC للتعليمات باستخدام المساحة المفتوحة على المعالج الدقيق نظرًا لبساطته.
  • إنه بسيط جدًا مقارنة بمعالج آخر نظرًا لأنه يمكنه إنهاء مهمته في دورة ساعة واحدة.

سلبيات

تشمل عيوب معالج CISC ما يلي.

  • قد يتغير أداء هذا المعالج بناءً على الكود الذي تم تنفيذه لأن الأوامر التالية قد تعتمد على التعليمات السابقة لتنفيذها خلال دورة.
  • كثيرا ما يستخدم المترجمون والمبرمجون التعليمات المعقدة
  • تحتاج هذه المعالجات إلى ذاكرة سريعة جدًا للاحتفاظ بالإرشادات المختلفة التي تستخدم مجموعة ضخمة من ذاكرة التخزين المؤقت للرد على الأمر في وقت أقل.

ما هو CISC؟

تم تطويره من قبل شركة Intel وهو كمبيوتر مجموعة التعليمات المعقدة. يتضمن هذا المعالج مجموعة ضخمة من التعليمات البسيطة إلى المعقدة. يتم تحديد هذه التعليمات في مستوى مستوى لغة التجميع ويستغرق تنفيذ هذه التعليمات المزيد من الوقت.

كمبيوتر مجموعة التعليمات المعقدة هو كمبيوتر حيث يمكن للتعليمات الفردية إجراء العديد من العمليات منخفضة المستوى مثل التحميل من الذاكرة ، والعملية الحسابية ، ومخزن الذاكرة أو يتم إنجازها من خلال عمليات متعددة الخطوات أو أوضاع معالجة في تعليمات فردية ، مثل الاسم يقترح 'مجموعة تعليمات معقدة'.

لذلك ، يتحرك هذا المعالج لتقليل عدد التعليمات في كل برنامج وتجاهل عدد الدورات لكل تعليمات. يسلط الضوء على تجميع التعليمات المعقدة بشكل مفتوح داخل الأجهزة حيث يتم دائمًا مقارنة الأجهزة بالبرنامج. ومع ذلك ، فإن رقائق CISC أبطأ نسبيًا مقارنة بشرائح RISC ولكنها تستخدم تعليمات صغيرة مقارنةً بـ RISC. أفضل الأمثلة على معالج CISC تشمل AMD و VAX و System / 360 و Intel x86.

هندسة CISC

يشير المصطلح CISC إلى 'كمبيوتر مجموعة التعليمات المعقدة'. إنها خطة تصميم وحدة المعالجة المركزية تعتمد على أوامر فردية ، ماهرة في تنفيذ عمليات متعددة الخطوات.

أجهزة الكمبيوتر CISC لديها برامج صغيرة. يحتوي على عدد كبير من التعليمات المركبة ، والتي تستغرق وقتًا طويلاً لتنفيذها. هنا ، يتم حماية مجموعة واحدة من التعليمات في عدة خطوات ، كل مجموعة تعليمات بها أكثر من 300 تعليمات منفصلة. يتم إنهاء الحد الأقصى من التعليمات في دورتين إلى عشر دورات للماكينة. في CISC ، لا يتم تنفيذ خط أنابيب التعليمات بسهولة.

صفات

تشمل الخصائص الرئيسية لمعالج RISC ما يلي.

  • قد يستغرق CISC وقتًا أطول لتنفيذ الكود مقارنة بدورة الساعة فقط.
  • يدعم CISC اللغات عالية المستوى للترجمة البسيطة وهيكل البيانات المعقدة.
  • يتم جمعها مع المزيد من عقد العنونة ، وعدد أقل من السجلات عادة من 5 إلى 20.
  • لكتابة طلب ، مطلوب تعليمات أقل
  • طول الرمز قصير جدًا ، لذا فهو يحتاج إلى ذاكرة وصول عشوائي صغيرة جدًا.
  • يسلط الضوء على التعليمات الخاصة بالأجهزة أثناء التصميم لأنه أسرع في التصميم من البرنامج.
  • التعليمات أكبر مقارنة بكلمة واحدة.
  • يعطي برمجة بسيطة داخل لغة التجميع.

مزايا

ال مزايا CISC تشمل ما يلي.

  • سيقوم هذا المعالج بإنشاء إجراء للتعامل مع استخدام الطاقة التي تنظم سرعة الساعة والجهد.
  • في معالج CISC ، يحتاج المحول البرمجي إلى جهد صغير لتغيير البرنامج أو البيان من المستوى العالي إلى التجميع بخلاف لغة الآلة.
  • يمكن تنفيذ تعليمات واحدة باستخدام مهام مختلفة منخفضة المستوى
  • لا يستخدم الكثير من الذاكرة بسبب طول الشفرة القصير.
  • يستخدم CISC مجموعة تعليمات أقل لتنفيذ نفس التعليمات مثل RISC.
  • يمكن تخزين التعليمات في ذاكرة الوصول العشوائي على كل CISC

سلبيات

تشمل عيوب CISC ما يلي.

  • التعليمات الحالية المستخدمة من قبل CISC هي 20٪ ضمن حدث البرنامج.
  • بالمقارنة مع معالج RISC ، فإن معالجات CISC بطيئة جدًا أثناء تنفيذ كل دورة تعليمات على كل برنامج.
  • يستخدم هذا المعالج عددًا من الترانزستورات مقارنةً بـ RISC.
  • سيجعل تنفيذ خط الأنابيب داخل CISC من الصعب استخدامه.
  • ينخفض ​​أداء الماكينة بسبب السرعة المنخفضة للساعة.

الفرق بين RISC و CISC Architecture

الفرق بين RISC و CISC

الفرق بين RISC و CISC

مخاطرة

CISC

1. RISC تعني كمبيوتر مجموعة التعليمات المخفضة.1. CISC تعني كمبيوتر مجموعة التعليمات المعقدة.
2. تحتوي معالجات RISC على تعليمات بسيطة تستغرق دورة ساعة واحدة. متوسط ​​دورة الساعة لكل تعليمات (CPI) هو 1.52. يحتوي معالج CSIC على تعليمات معقدة تستهلك عدة ساعات للتنفيذ. متوسط ​​دورة الساعة لكل تعليمات (CPI) في حدود 2 و 15.
3. تحسين الأداء مع التركيز بشكل أكبر على البرامج3. تم تحسين الأداء مع مزيد من التركيز على الأجهزة.
4. لا يحتوي على وحدة ذاكرة ويستخدم أجهزة منفصلة لتنفيذ التعليمات ..4. يحتوي على وحدة ذاكرة لتنفيذ التعليمات المعقدة.
5. يحتوي على وحدة برمجة ذات أسلاك صلبة.5. يحتوي على وحدة برمجة دقيقة.
6. تم تقليل مجموعة التعليمات ، أي أنها لا تحتوي إلا على عدد قليل من الإرشادات في مجموعة التعليمات. العديد من هذه التعليمات بدائية للغاية. 6. تحتوي مجموعة التعليمات على مجموعة متنوعة من التعليمات المختلفة التي يمكن استخدامها للعمليات المعقدة.
7. تحتوي مجموعة التعليمات على مجموعة متنوعة من التعليمات المختلفة التي يمكن استخدامها للعمليات المعقدة. 7. يحتوي CISC على العديد من أوضاع العنونة المختلفة ، وبالتالي يمكن استخدامه لتمثيل عبارات لغة البرمجة عالية المستوى بشكل أكثر كفاءة.
8. يتم تصنيع أوضاع العنونة المعقدة باستخدام البرنامج.8.CISC يدعم بالفعل أنماط العنونة المعقدة
9. مجموعات تسجيل متعددة موجودة9. لديه مجموعة تسجيل واحدة فقط
10- معالجات RISC موصولة بأنابيب عالية10- عادة ما تكون غير موصلة بالأنابيب أو أقل من الأنابيب
11. يكمن تعقيد RISC في المترجم الذي ينفذ البرنامج11. يكمن التعقيد في microprogram
12. وقت التنفيذ أقل بكثير12. وقت التنفيذ مرتفع للغاية
13. توسيع الكود يمكن أن يكون مشكلة13. توسيع الكود ليس مشكلة
14. فك التعليمات أمر بسيط.14. فك التعليمات معقد
15. لا يتطلب ذاكرة خارجية لإجراء العمليات الحسابية15. يتطلب ذاكرة خارجية لإجراء العمليات الحسابية
16. أكثر المعالجات الدقيقة RISC شيوعًا هي Alpha و ARC و ARM و AVR و MIPS و PA-RISC و PIC و Power Architecture و SPARC.16. من أمثلة معالجات CISC وحدات المعالجة المركزية System / 360 و VAX و PDP-11 و Motorola 68000 و AMD و Intel x86.
17. تُستخدم معمارية RISC في التطبيقات المتطورة مثل معالجة الفيديو والاتصالات السلكية واللاسلكية ومعالجة الصور.17. تُستخدم معمارية CISC في التطبيقات المنخفضة الجودة مثل أنظمة الأمن ، والتشغيل الآلي للمنزل ، وما إلى ذلك.

الاختلافات الرئيسية بين RISC و CISC

تشمل الاختلافات الرئيسية بين RISC و CISC ما يلي.

  • حجم مجموعة التعليمات صغير مقارنة بـ RISC.
  • في RISC ، يمكن التحكم في وحدة المعالجة المركزية باستخدام الأسلاك الصلبة دون أن تشتمل على ذاكرة تحكم بينما CISC عبارة عن ترميز دقيق يستخدم ROM ، ومع ذلك ، فإن معالج CISC الحالي يستخدم أيضًا التحكم الثابت.
  • يعمل معالج RISC مع 32 بت لكل تعليمات ويستند بشكل متكرر إلى السجل بينما يستخدم CISC تنسيقًا غير متساوٍ يتراوح من 16 بت إلى 64 بت لكل تعليمات.
  • تتضمن بنية RISC تصميم ذاكرة التخزين المؤقت للتعليمات والبيانات المنقسمة بينما تتضمن بنية CISC ذاكرة تخزين مؤقت موحدة مخصصة للبيانات والتعليمات ، على الرغم من أن أحدث التصميمات تستخدم أيضًا ذاكرة التخزين المؤقت المقسمة.
  • في معالج RISC ، آلية الذاكرة المستخدمة هي التسجيل للتسجيل بما في ذلك التعليمات مثل STORE & LOAD المستقل. في CISC ، آلية الذاكرة المستخدمة هي الذاكرة إلى الذاكرة لتنفيذ عمليات مختلفة بما في ذلك التعليمات مثل LOAD & STORE.
  • سجلات الأغراض العامة المستخدمة في معالج RISC هي 32 إلى 192 بينما يستخدم RISC من 8 إلى 24 GPR.
  • في معالج RISC ، يتم استخدام الساعة الواحدة ، وتكون أوضاع العنونة محدودة بينما في CISC ، تستخدم الساعة المتعددة ، وتتراوح أوضاع العنونة من 12 إلى 24.
  • ال الفرق بين مجموعة تعليمات RISC و CISC هو ، RISC ISA يسلط الضوء على البرامج مقارنة بالأجهزة. تستخدم مجموعة التعليمات الخاصة بمعالج RISC برامج أكثر كفاءة مثل التعليمات البرمجية أو المجمعات من خلال تعليمات أقل. تستخدم ISA التابعة لـ CISC عددًا من الترانزستورات داخل الأجهزة لتنفيذ العديد من التعليمات بالإضافة إلى تعليمات معقدة إضافية أيضًا.

ال مزايا RISC على CISC تشمل ما يلي.

في التطورات الحالية لمعالجات الكمبيوتر ، فإن المعالجات الدقيقة RISC (كمبيوتر مجموعة التعليمات المخفضة) هي الأكثر استخدامًا والأهمية. في ظل ظروف معينة ، ستوفر الأجهزة القائمة على هذا المعالج مزايا مهمة مقارنة بـ CISC (كمبيوتر مجموعة التعليمات المعقدة). في ما سبق ، تمت مناقشة مقارنة موجزة بين كلا المعالجات.

أداء معالج RISC أعلى بمرتين إلى أربع مرات مقارنة بمعالجات CISC بسبب مجموعة التعليمات الأساسية. تستخدم بنية هذا المعالج مساحة صغيرة جدًا نظرًا لانخفاض مجموعة التعليمات ، وسيؤدي ذلك إلى إنشاء وظائف إضافية مثل إدارة الذاكرة أو وحدات حسابية للفاصلة العائمة على شريحة مماثلة.

تتناول هذه المقالة مفاهيم RISC و CISC والاختلافات. عندما تم إدخال المعالجات الدقيقة الأولى ، وكذلك وحدات التحكم الدقيقة ، لم يكن هناك بنية أفضل ومناسبة. بمجرد تنفيذ هذه المعالجات ، يتم استخدام بنية CISC في الغالب بسبب نقص دعم البرامج في معالج RISC . يتم إجراء هذا بشكل أساسي لبناء جميع أجهزتهم بالإضافة إلى برامج مناسبة تمامًا من خلال معالجات 8086 الأولى. نأمل أن يكون لديك فهم أفضل لهذا المفهوم. علاوة على ذلك ، عن أي شكوك بخصوص هذا المفهوم ، أو تنفيذ أي مشاريع كهربائية وإلكترونية ، يرجى تقديم ملاحظاتك من خلال التعليق على قسم التعليقات أدناه.