Fordeler og ulemper med RISC

Mens en dataprosessor er rask og nøyaktig, kan den vanligvis bare utføre én oppgave om gangen. En av de store utfordringene for ethvert datasystem er å finne den mest effektive rekkefølgen for å utføre oppgaver. Reduced instruction set computing, eller RISC, er en strategi for å bestemme denne rekkefølgen, litt som et menneske har et system for å administrere en oppgaveliste. RISC kan også stå for datamaskin med redusert instruksjonssett: det vil si en datamaskin som driver sin prosessor ved å bruke RISC-strategien.

En datamaskinprosessor må bli fortalt nøyaktig hva den skal gjøre gjennom et sett med instruksjoner. Ulike typer instruksjoner krever at prosessoren bruker forskjellige transistorer og andre elektriske kretsdeler. Som et resultat krever en økning i antall eller variasjon av instruksjoner en mer komplisert krets, tar lengre tid å utføre, eller begge deler. RISC er designet for å øke en datamaskins effektivitet når det gjelder å gi instruksjoner.

IBM forsket på effektivitetsproblemet på 1970-tallet. I 1974 oppdaget John Cocke at 20 prosent av instruksjonene som ble gitt til en prosessor var ansvarlig for 80 prosent av arbeidet den gjorde. Dette forholdet 20/80 er vanlig i mange forskjellige situasjoner, ikke bare databehandling, og er kjent som Pareto-prinsippet. IBM begynte å utvikle en ny arkitektur, som er det grunnleggende settet med regler for hvordan delene av en datamaskin samhandler, for å dra nytte av Cockes oppdagelse og gjøre mer effektiv bruk av instruksjoner. Den ga ut sin første datamaskin ved å bruke RISC-prinsippene i 1980.

RISC er mer en generell tilnærming til databehandling enn et spesifikt sett med regler, så forskjellige RISC-baserte prosessorer og systemer vil fungere på forskjellige måter. RISC-systemer bruker ofte en spesiell tilnærming til registre, som er midlertidig lagringsplass på prosessoren for enda raskere tilgang enn å få data fra en datamaskins minne; RISC-baserte prosessorer bruker generelle registre i stedet for å tilordne dem til spesifikke typer data, noe som betyr at prosessoren kan bytte registre fra oppgave til oppgave mer effektivt. RISC-systemer vil ofte sørge for at datamaskinen alltid gir instruksjoner i samme format, og sparer prosessoren for arbeid med å tolke nøyaktig hva som er ment. Der det er mulig prøver RISC-baserte prosessorer å utføre et eksakt antall instruksjoner i hver klokkesyklus, som er et elektronisk generert tidssignal designet for å holde datamaskinens handlinger logisk og synkronisert tempo.

Siden 1980-tallet har RISC blitt en nesten universell tilnærming til databehandling: i dag stasjonære datamaskiner, mobile nettbrett og smarttelefoner, og til og med mange superdatamaskiner bruker prosessorer basert rundt RISC prinsipper. Begrepet har blitt så populært at tilnærmingene som ble brukt før RISC i ettertid har blitt kalt complex instruction set computing, eller CISC. Begrepene er nøye utvalgt fordi RISC-systemer ikke nødvendigvis innebærer å ha færre instruksjoner enn CISC; forskjellen er et smalere utvalg av instruksjoner, organisert på en enklere måte.