De voor- en nadelen van RISC

Hoewel een computerprocessor snel en nauwkeurig is, kan hij meestal maar één taak tegelijk uitvoeren. Een van de grote uitdagingen voor elk computersysteem is het uitwerken van de meest efficiënte volgorde om taken uit te voeren. Reduced Instructions Set Computing, of RISC, is een strategie om deze volgorde te bepalen, een beetje zoals een mens een systeem heeft voor het beheren van een takenlijst. RISC kan ook staan ​​voor verminderde instructieset computer: dat wil zeggen, een computer die zijn processor bedient met behulp van de RISC-strategie.

Een computerprocessor moet via een reeks instructies precies worden verteld wat hij moet doen. Verschillende soorten instructies vereisen dat de processor verschillende transistors en andere elektrische circuitonderdelen gebruikt. Dientengevolge vereist een toename van het aantal of de verscheidenheid aan instructies een ingewikkelder circuit, duurt het langer om uit te voeren, of beide. RISC is ontworpen om de efficiëntie van een computer bij het geven van instructies te vergroten.

IBM deed in de jaren zeventig onderzoek naar het efficiëntieprobleem. In 1974 ontdekte John Cocke dat 20 procent van de instructies aan een verwerker verantwoordelijk was voor 80 procent van het werk dat hij deed. Die 20/80-verhouding is gebruikelijk in veel verschillende situaties, niet alleen bij computergebruik, en staat bekend als het Pareto-principe. IBM begon met het ontwikkelen van een nieuwe architectuur, de basisset van regels voor hoe de onderdelen van een computer op elkaar inwerken, om voordeel te halen uit de ontdekking van Cocke en efficiënter gebruik te maken van instructies. Het bracht zijn eerste computer uit met behulp van de RISC-principes in 1980.

RISC is meer een algemene benadering van computergebruik dan een specifieke set regels, dus verschillende op RISC gebaseerde processors en systemen zullen op verschillende manieren werken. RISC-systemen gebruiken vaak een bepaalde benadering van registers, die tijdelijke opslagruimte op de processor zijn voor nog snellere toegang dan het ophalen van gegevens uit het geheugen van een computer; Op RISC gebaseerde processors gebruiken registers voor algemene doeleinden in plaats van ze toe te wijzen aan specifieke soorten gegevens, wat betekent dat de processor efficiënter van taak naar taak kan schakelen. RISC-systemen zorgen er vaak voor dat de computer altijd instructies in hetzelfde formaat afgeeft, waardoor de processor niet hoeft te interpreteren wat er precies wordt bedoeld. Waar mogelijk proberen op RISC gebaseerde processors een exact aantal instructies uit te voeren in elke klokcyclus, wat: een elektronisch gegenereerd tijdsignaal dat is ontworpen om computeracties op een logische en gesynchroniseerde manier te laten plaatsvinden tempo.

Sinds de jaren tachtig is RISC een bijna universele benadering van computergebruik geworden: tegenwoordig desktopcomputers, mobiele tablets en smartphones, en zelfs veel supercomputers gebruiken processors op basis van de RISC principes. De term is zo populair geworden dat de benaderingen die vóór RISC werden gebruikt, achteraf complexe instructiesetcomputing of CISC werden genoemd. De termen zijn zorgvuldig gekozen omdat RISC-systemen niet noodzakelijkerwijs minder instructies met zich meebrengen dan CISC; het verschil is een kleiner aantal instructies, op een eenvoudigere manier georganiseerd.