Avantajele și dezavantajele RISC

Deși un procesor de computer este rapid și precis, de obicei poate îndeplini doar o sarcină la un moment dat. Una dintre marile provocări pentru orice sistem informatic este elaborarea celei mai eficiente comenzi pentru îndeplinirea sarcinilor. Reduced instruction set computing, sau RISC, este o strategie pentru a decide această ordine, un pic ca un om care are un sistem pentru gestionarea unei liste de sarcini. RISC poate reprezenta, de asemenea, computer cu set de instrucțiuni redus: adică un computer care își operează procesorul folosind strategia RISC.

Un procesor de computer trebuie să i se spună exact ce trebuie să facă printr-un set de instrucțiuni. Diferite tipuri de instrucțiuni necesită ca procesorul să utilizeze diferiți tranzistori și alte părți ale circuitului electric. Ca urmare, o creștere a numărului sau a varietății de instrucțiuni necesită un circuit mai complicat, durează mai mult pentru a fi executat sau ambele. RISC este conceput pentru a crește eficiența unui computer în emiterea de instrucțiuni.

IBM a cercetat problema eficienței în anii 1970. În 1974, John Cocke a descoperit că 20% din instrucțiunile transmise unui procesor erau responsabile pentru 80% din munca pe care o făcea. Acest raport de 20/80 este comun în multe situații diferite, nu doar în calcul și este cunoscut sub numele de Principiul Pareto. IBM a început să dezvolte o nouă arhitectură, care este setul de bază de reguli ale modului în care părțile unui computer interacționează, pentru a profita de descoperirea lui Cocke și a face o utilizare mai eficientă a instrucțiunilor. A lansat primul computer folosind principiile RISC în 1980.

RISC este mai mult o abordare generală a calculului decât un set specific de reguli, astfel încât diferite procesoare și sisteme bazate pe RISC vor funcționa în moduri diferite. Sistemele RISC folosesc adesea o abordare specială a registrelor, care sunt spațiu de stocare temporar pe procesor pentru un acces chiar mai rapid decât obținerea de date din memoria unui computer; Procesoarele bazate pe RISC folosesc registre de uz general, mai degrabă decât să le atribuie unor tipuri specifice de date, ceea ce înseamnă că procesorul poate comuta registrele de la sarcină la sarcină mai eficient. Sistemele RISC vor asigura adesea că computerul emite întotdeauna instrucțiuni în același format, economisind munca procesorului în interpretarea exactă a ceea ce înseamnă. Ori de câte ori este posibil, procesoarele bazate pe RISC încearcă să execute un număr exact de instrucțiuni în fiecare ciclu de ceas, care este un semnal de timp generat electronic conceput pentru a menține acțiunile unui computer care se întâmplă într-un mod logic și sincronizat ritm.

Din anii 1980, RISC a devenit o abordare aproape universală a calculatoarelor: astăzi computerele desktop, tabletele și smartphone-urile mobile și chiar și multe supercalculatoare folosesc procesoare bazate pe RISC principii. Termenul a devenit atât de popular încât abordările folosite înainte de RISC au fost denumite retrospectiv calculul setului de instrucțiuni complexe sau CISC. Termenii sunt aleși cu grijă deoarece sistemele RISC nu implică neapărat să aibă mai puține instrucțiuni decât CISC; diferența este o gamă mai restrânsă de instrucțiuni, organizate într-un mod mai simplu.