RISC: n edut ja haitat

Vaikka tietokoneen prosessori on nopea ja tarkka, se voi yleensä suorittaa vain yhden tehtävän kerrallaan. Yksi minkä tahansa tietokonejärjestelmän suurista haasteista on löytää tehokkain järjestys tehtävien suorittamiseksi. Reduced instruction set computing eli RISC on strategia tämän järjestyksen päättämiseksi, vähän kuin ihmisellä olisi järjestelmä tehtävälistan hallintaan. RISC voi myös tarkoittaa supistetun käskysarjan tietokonetta: toisin sanoen tietokonetta, joka käyttää prosessoria RISC-strategian avulla.

Tietokoneen prosessorille on kerrottava tarkasti, mitä hänen tulee tehdä ohjeiden avulla. Erityyppiset käskyt vaativat prosessorin käyttämään erilaisia ​​transistoreita ja muita sähköpiirin osia. Seurauksena on, että käskyjen määrän tai valikoiman lisääntyminen vaatii monimutkaisempaa piiriä, kestää kauemmin suorittaa tai molemmat. RISC on suunniteltu lisäämään tietokoneen tehokkuutta ohjeiden antamisessa.

IBM tutki tehokkuusongelmaa 1970-luvulla. Vuonna 1974 John Cocke havaitsi, että 20 prosenttia prosessorille annetuista ohjeista vastasi 80 prosentista sen tekemästä työstä. Tämä 20/80-suhde on yleinen monissa eri tilanteissa, ei vain laskennassa, ja se tunnetaan Pareto-periaatteena. IBM alkoi kehittää uutta arkkitehtuuria, joka on perussäännöt tietokoneen osien vuorovaikutuksesta hyödyntääkseen Cocken löytöä ja tehostaakseen ohjeiden käyttöä. Se julkaisi ensimmäisen RISC-periaatteita käyttävän tietokoneensa vuonna 1980.

RISC on enemmän yleinen lähestymistapa laskemiseen kuin tietty sääntöjoukko, joten erilaiset RISC-pohjaiset prosessorit ja järjestelmät toimivat eri tavoin. RISC-järjestelmät käyttävät usein erityistä lähestymistapaa rekistereihin, jotka ovat prosessorin tilapäistä tallennustilaa, joka mahdollistaa jopa nopeamman pääsyn kuin tietojen saaminen tietokoneen muistista; RISC-pohjaiset prosessorit käyttävät yleiskäyttöisiä rekistereitä sen sijaan, että määrittäisivät ne tietyntyyppisille tiedoille, mikä tarkoittaa, että prosessori voi vaihtaa rekistereitä tehtävästä toiseen tehokkaammin. RISC-järjestelmät varmistavat usein, että tietokone antaa ohjeet aina samassa muodossa, mikä säästää prosessorin työn tulkinnassa, mitä tarkoitetaan. Aina kun mahdollista, RISC-pohjaiset prosessorit yrittävät suorittaa tarkan määrän käskyjä jokaisessa kellojaksossa, mikä on elektronisesti luotu aikasignaali, joka on suunniteltu pitämään tietokoneen toiminnot loogisina ja synkronoituina vauhti.

RISC: stä on 1980-luvulta lähtien tullut lähes yleinen lähestymistapa tietojenkäsittelyyn: nykyään pöytätietokoneet, mobiilitabletit ja älypuhelimet, ja jopa monet supertietokoneet käyttävät RISC: n ympärille perustuvia prosessoreita periaatteita. Termistä on tullut niin suosittu, että ennen RISC: tä käytettyjä lähestymistapoja on takautuvasti kutsuttu kompleksiseksi käskyjoukon laskemiseksi tai CISC: ksi. Termit on valittu huolella, koska RISC-järjestelmissä ei välttämättä tarvitse olla vähemmän käskyjä kuin CISC: ssä; ero on kapeampi ohjevalikoima, joka on järjestetty yksinkertaisemmin.