Home-theater-designers
אם אתה חובב טכנולוגיה, אולי שמעת את המילים מחשב ערכות הוראות מופחתות (RISC) ומחשב מורכב של הוראות הוראה (CISC). ואם במקרה אתה יודע קצת על מחשבים, אתה עשוי גם לדעת שמונחים אלה מתייחסים לדרכים שונות לעיצוב מעבד.
פסק הזמן של כלב השמירה של קוד השעון של Windows
לדוגמה, מעבד ה- ARM בטלפון שלך כולל ארכיטקטורת RISC. לעומת זאת, מעבד x86 במחשב שלך בעל עיצוב CISC.
אבל מה ההבדל בין RISC ל- CISC? בואו להתעמק קצת ולגלות.
מהו ערכת הוראות?
בכל פעם שמדברים על עיצובים שונים של יחידת עיבוד מרכזית (CPU), אחד הדברים שעלינו לדבר עליהם הוא מערך ההוראות.
מערך ההוראות של מעבד הוא מערכת הפעולות שמעבד יכול לבצע באופן מקורי. אלה הפעולות המקודדות במעבד ברמת חומרה. סט זה יכול להכיל בין כמה לאלפי הוראות, בהתאם לעיצוב המעבד.
במילים אחרות, מעבד לא יכול לבצע כל פעולה הנמצאת מחוץ לערכת ההוראות שלו, מכיוון שאין לו את החומרה עבורו.
בואו להשתמש באנלוגיה כדי להבין זאת טוב יותר. קח את הדוגמה של נורה. יצרן הנורה תכנן את הנורה להפוך חשמל לאור. ונורה יכולה לעשות זאת מכיוון שהחומרה תומכת בה באופן מקורי.
בעיקרו של דבר, נורה יכולה רק להפוך חשמל לאור ולא שום דבר אחר.
באופן דומה מערך ההוראות של מעבד הוא קבוצת הפעולות שהחומרה של המעבד מאפשרת. לדוגמה, כמעט לכל המעבדים יש הוראת Move בערכת ההוראות שלהם. הוראת ההעברה לוקחת כמה נתונים ממקום אחסון המקור ומעבירה אותם למרחב אחסון יעד.
בכל פעם שמעבד צריך להעביר כמה נתונים, הוא יודע בדיוק כיצד לעשות זאת מכיוון שהחומרה תוכננה סביבו.
בקיצור, מערך הוראות מכיל את כל הפעולות שבהן מעבד תומך ברמת חומרה.
כיצד פועל מעבד?
מעבד הוא מבוך של מעגלים חשמליים. מעגלים חשמליים אלה מתוכננים בצורה מסוימת לתת למעבד את מערך ההוראות המקורי שלו. אז הוא רק יודע לבצע את הפעולות במערך הוראות, מכיוון שיש לו את המעגלים לעשות זאת.
כדי לגרום למעבד לבצע פעולה מסוימת, המעגל המתאים לפעולה מופעל באמצעות אות חשמלי. וברגע שמעגל מופעל, המעבד מבצע את השגרה הקשורה למעגל זה.
כדי לגרום למעבד לבצע פעולות מורכבות כמו שליחת ציוץ, תוכנות מפעילות מיליוני אותות חשמליים בכל שנייה, כל אחת מכוונת להוראה ספציפית מערך ההוראות של המעבד.
כאן נכנס המושג RIS ו- CIS.
מהו RISC?
כפי שהשם מרמז, מעבד מבוסס RISC כולל מערכת פעולות פשוטה יותר. הוראות מפושטות אלה משיגות מטרות פשוטות ולוקח רק מחזור אחד להשלמתן.
ומכיוון שיש ל- RISC הוראות פשוטות, למעבד לא צריך להיות מעגל מורכב כדי לבצע הוראות אלה. זו גם הסיבה שעיצובים של RISC זולים יותר ליישום מבחינת חומרה.
קשורים: מדוע הטלפון שלי איטי יותר מהמחשב האישי שלי? הסבר על מהירות הסמארטפון לעומת שולחן העבודה
כדי להבין מעבד RISC בפירוט רב יותר, הבה נבחן את עקרונות העיצוב של מעבדים מבוססי RISC.
ראשית, מעבדי RISC משלימים כל הוראה במחזור אחד.
שנית, מעבדי RISC מבצעים פעולות רק על נתונים המאוחסנים ברשמים. הסיבה לכך היא שאחד מצווא הבקבוק העיקרי ליכולת המעבד לבצע משימות הוא חוסר ההתאמה העצום בין מהירות המעבד לבין מהירות הזיכרון העיקרית. הזיכרון הראשי איטי במיוחד בהשוואה למעבד.
קָשׁוּר: מדריך מהיר ומלוכלך לזיכרון RAM: מה שאתה צריך לדעת
לכן, אם מעבד צריך להשתמש בנתונים המאוחסנים בזיכרון הראשי, הוא יביא לצוואר הבקבוק של היחידה והתהליך יהיה איטי. בעיצוב RISC, הנתונים נטענים ונשמרים ברשמים במעבד, מכיוון שהרשמים קרובים הרבה יותר למהירות המעבד מהזיכרון הראשי.
שלישית, הוראות RISC הן פשוטות מספיק כדי שלא תהיה שכבה של מיקרו -קוד פרשני כדי לתרגם את ההוראות לצורות פשוטות יותר.
ולבסוף, עיצובים של RISC תומכים בצנרת לביצוע חלקים מהוראות מרובות בו זמנית. מכיוון שלמעבדי עיצוב RISC יש מהירויות שעון גבוהות יותר, הם מהירים במיוחד. צינור צינורות הוא דרך לנצל את המהירות הזו ולבצע חלקים מהוראות מרובות ליעילות נוספת.
סיפור ארוך, למעבדי RISC יש הוראות פשוטות, מהירויות שעון גבוהות יותר, מבנה צינורות יעיל, פעולת אחסון עומס ברשמים ויכולות לבצע הוראות במחזור אחד.
מהו CISC?
CISC הוא ההפך מ- RISC כמעט בכל תחומי המפתח. כמעט לכל שבבי שולחן העבודה יש עיצוב CISC.
ראשית, הוראות העיצוב של CISC הן מורכבות, ולכן דורשות שכבת מיקרו -קוד כדי לתרגם אותן להוראות סימפלקס.
שנית, הוראות CISC יכולות לקחת מספר מחזורי מעבד לביצוע.
שלישית מכל, צינורות צינורות אינם יעילים ב- CISC ואף קשה יותר ליישם אותם בשל האופי המורכב של הוראות CISC.
בקיצור, מעבדים בעלי ארכיטקטורת CISC יכולים לבצע הרבה פעולות בהוראה מורכבת אחת. אבל ההוראה לוקחת מספר מחזורים להשלמה, היא קשה יותר לשימוש בצינורות, והיא דורשת הרבה מעגלים על המעבד.
RISC לעומת CISC: הבדלים מרכזיים
ההבדל העיקרי בין RISC ל- CISC הוא סוג ההוראות שהם מבצעים.
הוראות RISC פשוטות, מבצעות פעולה אחת בלבד, ומעבד יכול לבצע אותן במחזור אחד.
הוראות CISC, לעומת זאת, ארוזות בכמה פעולות. אז המעבד לא יכול לבצע אותם במחזור אחד.
הוראות הן גם הסיבה לכך שמעבדי RISC תומכים בצינורות מההתחלה ולמעבדי CISC מתקשים יותר עם זה. עם RISC ההוראות פשוטות מספיק כך שניתן לבצע אותן בחלקים. זה קשה יותר לעשות עם CISC בשל האופי המורכב של ההוראות.
לאחר מכן, בניגוד ל- RISC, הוראות CISC יכולות לעבוד ישירות מתוך ה- RAM. לכן, אין צורך לבצע פעולות נפרדות/עומס נפרדות בעיצוב CISC.
לבסוף, דרישות החומרה לעיצוב CISC גבוהות יותר מזה של עיצוב RISC, שכן CISC דורשת הוראות מורכבות להיבנות בחומרת המעבד. בעיקרו של דבר, מה ש- CISC משיגה עם חומרה, RISC שואפת להשיג בעזרת התוכנה.
זו הסיבה שתוכניות הממוקדות לארכיטקטורת CISC מכילות פחות שורות קוד מכיוון שההוראות עצמן מטפלות בפעולות רבות.
ישנם יתרונות וחסרונות הן ל- RISC והן ל- CISC
אף מעבד מודרני אינו מבוסס לחלוטין על RISC או CISC. מעבדים מודרניים משלבים את פילוסופיות העיצוב של שתי הארכיטקטורות כדי להשיג את הטוב משני העולמות. למשל, ארכיטקטורת x86 בה משתמש AMD היא בעיקר CISC אך יש לה מיקרו קוד להמרת הוראות מורכבות להוראות פשוטות דמויי RISC.
כך שבניגוד למעבדים של המאה האחרונה, מעבדים מודרניים התפתחו מעבר לסיווג פשוט של RISC או CISC.
לַחֲלוֹק לַחֲלוֹק צִיוּץ אימייל Canon לעומת ניקון: איזה מותג מצלמות עדיף?קנון וניקון הם שני השמות הגדולים ביותר בתעשיית המצלמות. אבל איזה מותג מציע את המערך הטוב ביותר של מצלמות ועדשות?
קרא הבא נושאים קשורים- הסבר על הטכנולוגיה
- מעבד
- טיפים לחומרה
- טיפים למחשבים
פוואד הוא סופר עצמאי במשרה מלאה. הוא אוהב טכנולוגיה ואוכל. כשהוא לא אוכל או כותב על חלונות, הוא משחק משחקי וידאו או חולם בהקיץ על טיולים.
עוד מ- Fawad Murtazaהירשם לניוזלטר שלנו
הצטרף לניוזלטר שלנו לקבלת טיפים, סקירות, ספרים אלקטרוניים בחינם ומבצעים בלעדיים!
לחצו כאן להרשמה