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Arquitetura de Processadores Cisc X Risc

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RISC (Reduced Instrution set computer)

Em geral são instruções bastantes simples que são executadas diretamente pelo hardware , na sua memória estas instruções não acessam a memória principal,trabalhando principalmente com os registradores,que neste tipo de processador , se apresentam em grande número. Estas características, alem de ajudarem as instruções e serem executadas em alta velocidade facilitam a implementação do pipeline.

Conceitos motivadores
 
  • Instruções complexas- apenas incluir quando o benefício no desempenho compensar a degradação de velocidade;
  • Uso de transistores- área de VLSI pode ser utilizada para novas instruções ou para aumentar número de registradores, incluir memória cache no chip do processador, adicionar unidade de execução.
  • Uso de microcódigo- deve ser evitado, pois o overhead associado ao tempo de acesso a microinstruções na memória de controle passou a ser considerável a partir do momento em que a tecnologia de memória principal passou de núcleos de ferrite para dispositivos semicondutores.
  • Papel de compilador- deve substituir eficientemente as operações complexas eliminadas do hardware . Para atingir este objetivo, otimização é fundamental, projeto de compiladores realizado juntamente com o projeto dos processadores.
 Características comuns à maior parte dos processadores RISC:
  • Número de instruções limitado;
  • Codificação de instruções em uma palavra de tamanho fixo;
  • Execução sem micro-código;
  • Altas taxas de execução;
  • Uso intenso de pipelines;
  • Poucos modos de endereçamento ;
  • Operações envolvendo a memória principal restritas a transferências (Load,Store);
  • Operações lógicas e aritméticas entre registradores, tipicamente com instruções de três endereços.

CISC(Complex Instruction Set Computer)

Complex Instruction Set Computer, ou Computador com um Conjunto Complexo de Instruções(CISC): é uma linha de arquitetura de processadores capaz de executar centenas de instruções complexas diferentes sendo, assim, extremamente versátil. Exemplos de processadores CISC são os 386 e os 486 da Intel.
Os processadores baseados na computação de conjunto de instruções complexas contêm uma micro programação, ou seja, um conjunto de códigos de instruções que são gravados no processador, permitindo-lhe receber as instruções dos programas e executá-las, utilizando as instruções contidas na sua micro programação. Seria como quebrar estas instruções, já em baixo nível, em diversas instruções mais próximas do hardware (as instruções contidas no micro código do processador). Como característica marcante esta arquitetura contém um conjunto grande de instruções, a maioria deles em um elevado grau de complexidade.
Examinando do ponto de vista um pouco mais prático, a vantagem da arquitetura CISC é que já temos muitas das instruções guardadas no próprio processador, o que facilita o trabalho dos programadores de linguagem de máquina; disponibilizando, assim, praticamente todas as instruções que serão usadas em seus programas. Os processadores CISC têm a vantagem de reduzir o tamanho do código executável por já possuírem muito do código comum em vários programas, em forma de uma única instrução.
Porém, do ponto de vista da performance, os CISC’s têm algumas desvantagens em relação aos RISC’s, entre elas a impossibilidade de se alterar alguma instrução composta para se melhorar a performance. O código equivalente às instruções compostas do CISC pode ser escrito nos RISC’s da forma desejada, usando um conjunto de instruções simples, da maneira que mais se adequar. Sendo assim, existe uma disputa entre tamanho do código X desempenho.