RISC privalumai ir trūkumai

Nors kompiuterio procesorius yra greitas ir tikslus, paprastai jis vienu metu gali atlikti tik vieną užduotį. Vienas iš didžiausių iššūkių bet kuriai kompiuterinei sistemai yra sukurti efektyviausią užduočių atlikimo tvarką. Sumažintas instrukcijų rinkinio skaičiavimas arba RISC yra strategija, skirta nuspręsti dėl šios tvarkos, panašiai kaip žmogus, turintis užduočių sąrašo valdymo sistemą. RISC taip pat gali reikšti sumažintą instrukcijų rinkinį kompiuterį, ty kompiuterį, kuris valdo savo procesorių naudodamas RISC strategiją.

Kompiuterio procesoriui turi būti tiksliai nurodyta, ką daryti pagal instrukcijų rinkinį. Įvairių tipų instrukcijos reikalauja, kad procesorius naudotų skirtingus tranzistorius ir kitas elektros grandinės dalis. Dėl to, padidėjus instrukcijų skaičiui ar įvairovei, reikia sudėtingesnės grandinės, jos vykdymas trunka ilgiau arba abiem atvejais. RISC skirta padidinti kompiuterio efektyvumą leidžiant instrukcijas.

IBM tyrė efektyvumo problemą aštuntajame dešimtmetyje. 1974 m. Johnas Cocke'as išsiaiškino, kad 20 procentų procesoriui pateiktų instrukcijų buvo atsakinga už 80 procentų jo atliekamo darbo. Šis santykis 20/80 yra įprastas daugelyje skirtingų situacijų, ne tik skaičiuojant, ir yra žinomas kaip Pareto principas. IBM pradėjo kurti naują architektūrą, kuri yra pagrindinis kompiuterio dalių sąveikos taisyklių rinkinys, kad galėtų pasinaudoti Cocke'o atradimu ir efektyviau panaudoti instrukcijas. 1980 m. ji išleido savo pirmąjį kompiuterį, naudojantį RISC principus.

RISC yra labiau bendras požiūris į skaičiavimą, o ne tam tikras taisyklių rinkinys, todėl skirtingi RISC pagrįsti procesoriai ir sistemos veiks skirtingai. RISC sistemose dažnai naudojamas ypatingas požiūris į registrus, kurie yra laikina procesoriaus saugojimo vieta, skirta dar greitesnei prieigai nei duomenų gavimas iš kompiuterio atminties; RISC pagrįsti tvarkytojai naudoja bendrosios paskirties registrus, o ne priskiria juos konkretiems duomenų tipams, o tai reiškia, kad procesorius gali efektyviau perjungti registrus iš vienos užduoties į užduotį. RISC sistemos dažnai užtikrina, kad kompiuteris visada pateikia instrukcijas tuo pačiu formatu, taupydamas procesoriaus darbą aiškinant, kas tiksliai turi galvoje. Kur tik įmanoma, RISC pagrįsti procesoriai kiekviename laikrodžio cikle stengiasi įvykdyti tikslų skaičių instrukcijų, o tai yra elektroniniu būdu generuojamas laiko signalas, skirtas palaikyti logiškus ir sinchronizuotus kompiuterio veiksmus tempą.

Nuo devintojo dešimtmečio RISC tapo beveik universaliu požiūriu į kompiuteriją: šiandien staliniai kompiuteriai, mobiliuosiuose planšetiniuose kompiuteriuose ir išmaniuosiuose telefonuose ir net daugelis superkompiuterių naudoja RISC pagrindu veikiančius procesorius principus. Terminas tapo toks populiarus, kad prieš RISC naudoti metodai retrospektyviai buvo pavadinti sudėtingų instrukcijų rinkinių skaičiavimu arba CISC. Sąvokos parenkamos kruopščiai, nes RISC sistemos nebūtinai turi turėti mažiau instrukcijų nei CISC; skirtumas yra siauresnis instrukcijų diapazonas, sutvarkytas paprasčiau.