I vantaggi e gli svantaggi di RISC

Sebbene il processore di un computer sia veloce e preciso, di solito può eseguire solo un'attività alla volta. Una delle grandi sfide per qualsiasi sistema informatico è elaborare l'ordine più efficiente per eseguire le attività. Il calcolo del set di istruzioni ridotto, o RISC, è una strategia per decidere questo ordine, un po' come un essere umano che ha un sistema per gestire un elenco di cose da fare. RISC può anche significare computer con set di istruzioni ridotto: ovvero un computer che gestisce il proprio processore utilizzando la strategia RISC.

Al processore di un computer deve essere detto esattamente cosa fare attraverso una serie di istruzioni. Diversi tipi di istruzioni richiedono che il processore utilizzi diversi transistor e altre parti del circuito elettrico. Di conseguenza, un aumento del numero o della varietà di istruzioni richiede un circuito più complicato, richiede più tempo per essere eseguito o entrambi. RISC è progettato per aumentare l'efficienza di un computer nell'emissione di istruzioni.

IBM ha studiato il problema dell'efficienza negli anni '70. Nel 1974 John Cocke scoprì che il 20% delle istruzioni impartite a un processore era responsabile dell'80% del lavoro svolto. Quel rapporto 20/80 è comune in molte situazioni diverse, non solo nell'informatica, ed è noto come principio di Pareto. IBM ha iniziato a sviluppare una nuova architettura, che è l'insieme di regole di base di come interagiscono le parti di un computer, per sfruttare la scoperta di Cocke e fare un uso più efficiente delle istruzioni. Ha rilasciato il suo primo computer utilizzando i principi RISC nel 1980.

RISC è più un approccio generale all'elaborazione che un insieme specifico di regole, quindi diversi processori e sistemi basati su RISC funzioneranno in modi diversi. I sistemi RISC utilizzano spesso un approccio particolare ai registri, che sono spazio di archiviazione temporaneo sul processore per un accesso ancora più rapido rispetto all'acquisizione di dati dalla memoria di un computer; I processori basati su RISC utilizzano registri per scopi generici anziché assegnarli a tipi specifici di dati, il che significa che il processore può cambiare i registri da un'attività all'altra in modo più efficiente. I sistemi RISC spesso garantiscono che il computer emetta sempre istruzioni nello stesso formato, risparmiando il lavoro del processore nell'interpretare esattamente ciò che si intende. Ove possibile, i processori basati su RISC cercano di eseguire un numero esatto di istruzioni in ogni ciclo di clock, che è un segnale orario generato elettronicamente progettato per mantenere le azioni del computer che accadono in modo logico e sincronizzato ritmo.

Dagli anni '80, RISC è diventato un approccio quasi universale all'informatica: oggi i computer desktop, tablet e smartphone mobili e persino molti supercomputer utilizzano processori basati sul RISC i principi. Il termine è diventato così popolare che gli approcci utilizzati prima del RISC sono stati retrospettivamente denominati Computing Instruction Set Computing, o CISC. I termini sono scelti con cura perché i sistemi RISC non implicano necessariamente avere meno istruzioni rispetto a CISC; la differenza è una gamma più ristretta di istruzioni, organizzate in modo più semplice.