Предимствата и недостатъците на RISC

Въпреки че компютърният процесор е бърз и точен, той обикновено може да изпълнява само една задача в даден момент. Едно от големите предизвикателства за всяка компютърна система е изработването на най-ефективния ред за изпълнение на задачите. Изчислението с намален набор от инструкции или RISC е стратегия за решаване на този ред, малко като човек, който има система за управление на списък със задачи. RISC може също да означава компютър с намален набор от инструкции: тоест компютър, който управлява своя процесор, използвайки RISC стратегията.

На компютърния процесор трябва да се каже какво точно да прави чрез набор от инструкции. Различните типове инструкции изискват процесорът да използва различни транзистори и други части на електрическата верига. В резултат на това увеличаването на броя или разнообразието от инструкции изисква по-сложна схема, отнема повече време за изпълнение или и двете. RISC е предназначен да увеличи ефективността на компютъра при издаване на инструкции.

IBM изследва проблема с ефективността през 70-те години на миналия век. През 1974 г. Джон Кок открива, че 20% от инструкциите, издадени на процесора, са отговорни за 80% от работата, която той извършва. Това съотношение 20/80 е често срещано в много различни ситуации, не само при изчисления, и е известно като принципа на Парето. IBM започна да разработва нова архитектура, която е основният набор от правила за взаимодействието на частите на компютъра, за да се възползва от откритието на Коке и да използва по-ефективно инструкциите. Той пусна първия си компютър, използващ принципите на RISC през 1980 г.

RISC е по-скоро общ подход към изчисленията, отколкото специфичен набор от правила, така че различните RISC-базирани процесори и системи ще работят по различни начини. RISC системите често използват специфичен подход към регистрите, които са временно място за съхранение на процесора за дори по-бърз достъп, отколкото получаване на данни от паметта на компютъра; RISC-базираните процесори използват регистри с общо предназначение, вместо да ги присвояват към конкретни типове данни, което означава, че процесорът може да превключва регистри от задача на задача по-ефективно. RISC системите често гарантират, че компютърът винаги издава инструкции в същия формат, спестявайки работата на процесора при тълкуване точно какво се има предвид. Където е възможно, RISC-базираните процесори се опитват да изпълнят точен брой инструкции във всеки такт, което е електронно генериран времеви сигнал, предназначен да поддържа действията на компютъра да се случват логично и синхронизирано темпо.

От 80-те години на миналия век RISC се превърна в почти универсален подход към изчисленията: днес настолни компютри, мобилни таблети и смартфони и дори много суперкомпютри използват процесори, базирани около RISC принципи. Терминът стана толкова популярен, че подходите, използвани преди RISC, бяха ретроспективно наречени изчисление със сложни набори от инструкции или CISC. Термините са внимателно подбрани, тъй като RISC системите не включват непременно по-малко инструкции от CISC; разликата е в по-тесен набор от инструкции, организирани по по-опростен начин.