مزايا وعيوب RISC

على الرغم من أن معالج الكمبيوتر سريع ودقيق ، إلا أنه لا يمكنه عادةً تنفيذ سوى مهمة واحدة في كل مرة. أحد أكبر التحديات التي يواجهها أي نظام كمبيوتر هو العمل على الترتيب الأكثر فاعلية لتنفيذ المهام. تعد حوسبة مجموعة التعليمات المختصرة ، أو RISC ، استراتيجية لتحديد هذا الترتيب ، مثل الإنسان الذي يمتلك نظامًا لإدارة قائمة المهام. يمكن أن يمثل RISC أيضًا كمبيوتر مجموعة التعليمات المختصرة: أي الكمبيوتر الذي يشغل معالجه باستخدام إستراتيجية RISC.

يجب إخبار معالج الكمبيوتر بما يجب فعله بالضبط من خلال مجموعة من التعليمات. تتطلب الأنواع المختلفة من التعليمات أن يستخدم المعالج ترانزستورات مختلفة وأجزاء دائرة كهربائية أخرى. نتيجة لذلك ، تتطلب الزيادة في عدد أو مجموعة التعليمات دائرة أكثر تعقيدًا ، أو تستغرق وقتًا أطول للتنفيذ ، أو كليهما. تم تصميم RISC لزيادة كفاءة الكمبيوتر في إصدار التعليمات.

بحثت شركة IBM في مشكلة الكفاءة في السبعينيات. في عام 1974 اكتشف جون كوك أن 20 بالمائة من التعليمات الصادرة للمعالج كانت مسؤولة عن 80 بالمائة من العمل الذي قام به. هذه النسبة 20/80 شائعة في العديد من المواقف المختلفة ، وليس فقط الحوسبة ، وتُعرف باسم مبدأ باريتو. بدأت شركة IBM في تطوير بنية جديدة ، وهي مجموعة القواعد الأساسية لكيفية تفاعل أجزاء الكمبيوتر ، للاستفادة من اكتشاف Cocke والاستفادة بشكل أكثر كفاءة من التعليمات. أصدرت أول كمبيوتر لها باستخدام مبادئ RISC في عام 1980.

يعد RISC نهجًا عامًا للحوسبة أكثر من كونه مجموعة محددة من القواعد ، لذلك ستعمل المعالجات والأنظمة المختلفة القائمة على RISC بطرق مختلفة. غالبًا ما تستخدم أنظمة RISC نهجًا معينًا للسجلات ، وهي مساحة تخزين مؤقتة على المعالج للوصول بشكل أسرع من الحصول على البيانات من ذاكرة الكمبيوتر ؛ تستخدم المعالجات القائمة على RISC سجلات الأغراض العامة بدلاً من تعيينها لأنواع معينة من البيانات ، مما يعني أن المعالج يمكنه تبديل السجلات من مهمة إلى مهمة بشكل أكثر كفاءة. غالبًا ما تضمن أنظمة RISC أن يصدر الكمبيوتر دائمًا التعليمات بنفس التنسيق ، مما يوفر عمل المعالج في تفسير المقصود بالضبط. حيثما أمكن ، تحاول المعالجات القائمة على RISC تنفيذ عدد محدد من التعليمات في كل دورة ساعة ، وهو عبارة عن إشارة زمنية يتم إنشاؤها إلكترونيًا مصممة لإبقاء إجراءات الكمبيوتر تحدث بشكل منطقي ومتزامن سرعة.

منذ الثمانينيات ، أصبح RISC نهجًا عالميًا تقريبًا للحوسبة: اليوم أجهزة الكمبيوتر المكتبية ، تستخدم الأجهزة اللوحية والهواتف الذكية المحمولة وحتى العديد من أجهزة الكمبيوتر العملاقة معالجات تستند إلى RISC مبادئ. أصبح المصطلح شائعًا جدًا لدرجة أن الأساليب المستخدمة قبل RISC قد أطلق عليها اسم حوسبة مجموعة التعليمات المعقدة أو CISC بأثر رجعي. يتم اختيار المصطلحات بعناية لأن أنظمة RISC لا تتضمن بالضرورة وجود تعليمات أقل من CISC ؛ الاختلاف هو نطاق أضيق من التعليمات ، منظمة بطريقة أبسط.