Переваги та недоліки RISC

Хоча комп’ютерний процесор швидкий і точний, він зазвичай може виконувати лише одне завдання за раз. Однією з великих проблем для будь-якої комп’ютерної системи є розробка найбільш ефективного порядку виконання завдань. Обчислення скороченого набору інструкцій, або RISC, — це стратегія визначення цього порядку, трохи схожа на людину, яка має систему для керування списком справ. RISC також може означати комп'ютер зі скороченим набором команд: тобто комп'ютер, який керує своїм процесором за допомогою стратегії RISC.

Комп’ютерному процесору потрібно точно сказати, що робити, за допомогою набору інструкцій. Різні типи інструкцій вимагають від процесора використання різних транзисторів та інших частин електричної схеми. В результаті збільшення кількості або різноманітності інструкцій вимагає більш складної схеми, вимагає більше часу для виконання або і те, і інше. RISC призначений для підвищення ефективності комп'ютера у видачі інструкцій.

IBM досліджувала проблему ефективності в 1970-х роках. У 1974 році Джон Кок виявив, що 20 відсотків інструкцій, виданих процесору, відповідають за 80 відсотків роботи, яку він виконує. Це відношення 20/80 поширене в багатьох різних ситуаціях, не тільки в обчислювальних, і відоме як принцип Парето. IBM почала розробляти нову архітектуру, яка є основним набором правил взаємодії частин комп’ютера, щоб скористатися відкриттям Кока та ефективніше використовувати інструкції. У 1980 році компанія випустила свій перший комп'ютер, що використовує принципи RISC.

RISC — це більше загальний підхід до обчислень, ніж специфічний набір правил, тому різні процесори та системи на основі RISC працюватимуть по-різному. У системах RISC часто використовується особливий підхід до регістрів, які є тимчасовим місцем зберігання в процесорі для навіть більш швидкого доступу, ніж отримання даних з пам'яті комп'ютера; Процесори на основі RISC використовують регістри загального призначення, а не приписують їх конкретним типам даних, тобто процесор може перемикати регістри від завдання до завдання більш ефективно. Системи RISC часто гарантують, що комп'ютер завжди видає інструкції в одному і тому ж форматі, заощаджуючи роботу процесора при інтерпретації саме того, що мається на увазі. Де це можливо, процесори на основі RISC намагаються виконати точну кількість інструкцій у кожному такті, тобто електронно згенерований сигнал часу, призначений для підтримки логічних і синхронізованих дій комп’ютера темп.

З 1980-х років RISC став майже універсальним підходом до обчислень: сьогодні настільні комп’ютери, мобільні планшети та смартфони, і навіть багато суперкомп’ютерів використовують процесори на основі RISC принципи. Термін став настільки популярним, що підходи, які використовувалися до RISC, були ретроспективно названі обчисленням комплексного набору інструкцій або CISC. Терміни вибираються ретельно, оскільки системи RISC не обов'язково передбачають наявність меншої кількості інструкцій, ніж CISC; відмінність полягає у вужчому діапазоні інструкцій, організованих простіше.