RISC priekšrocības un trūkumi

Lai gan datora procesors ir ātrs un precīzs, parasti tas vienlaikus var veikt tikai vienu uzdevumu. Viens no lielākajiem izaicinājumiem jebkurai datorsistēmai ir visefektīvākā uzdevumu izpildes kārtība. Samazināta instrukciju kopas skaitļošana jeb RISC ir stratēģija šīs secības noteikšanai, līdzīgi kā cilvēkam, kuram ir sistēma uzdevumu saraksta pārvaldīšanai. RISC var apzīmēt arī datoru ar samazinātu instrukciju kopu: tas ir, datoru, kas darbina savu procesoru, izmantojot RISC stratēģiju.

Datora procesoram ir precīzi jāpasaka, kas jādara, izmantojot instrukciju kopu. Dažādu veidu instrukcijām procesoram ir jāizmanto dažādi tranzistori un citas elektriskās ķēdes daļas. Rezultātā, lai palielinātu instrukciju skaitu vai dažādību, ir nepieciešama sarežģītāka shēma, nepieciešama ilgāka izpilde vai abi. RISC ir paredzēts, lai palielinātu datora efektivitāti instrukciju izdošanā.

IBM pētīja efektivitātes problēmu 1970. gados. 1974. gadā Džons Koks atklāja, ka 20 procenti no procesoram izsniegtajām instrukcijām ir atbildīgi par 80 procentiem no tā veiktā darba. Šī attiecība 20/80 ir izplatīta daudzās dažādās situācijās, ne tikai skaitļošanā, un ir pazīstama kā Pareto princips. IBM sāka izstrādāt jaunu arhitektūru, kas ir pamata noteikumu kopums datora daļu mijiedarbībai, lai izmantotu Koka atklājumu un efektīvāk izmantotu instrukcijas. Tā izlaida savu pirmo datoru, izmantojot RISC principus 1980. gadā.

RISC ir vairāk vispārīga pieeja skaitļošanai, nevis konkrēts noteikumu kopums, tāpēc dažādi procesori un sistēmas, kuru pamatā ir RISC, darbosies dažādos veidos. RISC sistēmas bieži izmanto īpašu pieeju reģistriem, kas ir procesora pagaidu uzglabāšanas vieta, kas nodrošina vēl ātrāku piekļuvi nekā datu iegūšana no datora atmiņas; Uz RISC balstīti apstrādātāji izmanto vispārēja mērķa reģistrus, nevis piešķir tos konkrētiem datu veidiem, kas nozīmē, ka apstrādātājs var efektīvāk pārslēgt reģistrus no viena uzdevuma uz uzdevumu. RISC sistēmas bieži vien nodrošina, ka dators vienmēr izdod instrukcijas vienā formātā, ietaupot procesora darbu, interpretējot tieši to, kas ir domāts. Kur vien iespējams, procesori, kuru pamatā ir RISC, cenšas izpildīt precīzu instrukciju skaitu katrā pulksteņa ciklā, kas ir elektroniski ģenerēts laika signāls, kas paredzēts, lai datora darbības būtu loģiskas un sinhronizētas tempā.

Kopš 1980. gadiem RISC ir kļuvis par gandrīz universālu pieeju skaitļošanai: mūsdienās galddatori, mobilajos planšetdatoros un viedtālruņos, un pat daudzi superdatori izmanto procesorus, kuru pamatā ir RISC principi. Šis termins ir kļuvis tik populārs, ka pirms RISC izmantotās pieejas retrospektīvi tika nodēvētas par komplekso instrukciju kopas skaitļošanu jeb CISC. Termini ir rūpīgi izvēlēti, jo RISC sistēmām ne vienmēr ir nepieciešams mazāk norādījumu nekā CISC; atšķirība ir šaurāks instrukciju diapazons, kas sakārtots vienkāršāk.