Prednosti in slabosti RISC

Čeprav je računalniški procesor hiter in natančen, lahko običajno izvaja le eno nalogo naenkrat. Eden od velikih izzivov za kateri koli računalniški sistem je izdelava najučinkovitejšega vrstnega reda za izvajanje nalog. Računalništvo z zmanjšanim naborom ukazov ali RISC je strategija za odločanje o tem vrstnem redu, podobno kot ima človek sistem za upravljanje seznama opravil. RISC lahko pomeni tudi računalnik z zmanjšanim naborom ukazov:to je računalnik, ki svoj procesor upravlja s strategijo RISC.

Razlog za RISC

Računalniškemu procesorju je treba z naborom navodil natančno povedati, kaj naj naredi. Različne vrste ukazov zahtevajo, da procesor uporablja različne tranzistorje in druge dele električnega vezja. Posledično povečanje števila ali raznolikosti ukazov zahteva bolj zapleteno vezje, traja dlje za izvedbo ali oboje. RISC je zasnovan za povečanje učinkovitosti računalnika pri izdajanju navodil.

Načela RISC

IBM je v sedemdesetih letih raziskoval problem učinkovitosti. Leta 1974 je John Cocke odkril, da je 20 odstotkov navodil, izdanih procesorju, odgovornih za 80 odstotkov dela, ki ga opravi. To razmerje 20/80 je običajno v številnih različnih situacijah, ne le pri računanju, in je znano kot Paretovo načelo. IBM je začel razvijati novo arhitekturo, ki je osnovni niz pravil o medsebojnem delovanju delov računalnika, da bi izkoristil Cockejevo odkritje in učinkoviteje uporabljal navodila. Svoj prvi računalnik, ki uporablja načela RISC, je izdal leta 1980.

Ključne spremembe RISC

RISC je bolj splošen pristop k računalništvu kot poseben niz pravil, zato bodo različni procesorji in sistemi, ki temeljijo na RISC, delovali na različne načine. Sistemi RISC pogosto uporabljajo poseben pristop k registrom, ki so začasni prostor za shranjevanje na procesorju za še hitrejši dostop kot pridobivanje podatkov iz pomnilnika računalnika; Procesorji, ki temeljijo na RISC, uporabljajo registre splošnega namena, namesto da bi jih dodelili določenim vrstam podatkov, kar pomeni, da lahko procesor učinkoviteje preklaplja registre iz naloge v nalogo. Sistemi RISC pogosto zagotavljajo, da računalnik vedno izda navodila v istem formatu, s čimer procesorju prihrani delo pri tolmačenju, kaj točno je mišljeno. Kjer je le mogoče, poskušajo procesorji, ki temeljijo na RISC, izvesti točno določeno število navodil v vsakem taktu, ki je elektronsko ustvarjen časovni signal, zasnovan tako, da ohranja logično in sinhronizirano delovanje računalnika.

RISC danes

Od osemdesetih let prejšnjega stoletja je RISC postal skoraj univerzalen pristop k računalništvu:danes namizni računalniki, mobilni tablični računalniki in pametni telefoni ter celo številni superračunalniki uporabljajo procesorje, ki temeljijo na načelih RISC. Izraz je postal tako priljubljen, da so pristope, ki so bili uporabljeni pred RISC, retrospektivno poimenovali kompleksno računalništvo z nizom ukazov ali CISC. Izrazi so skrbno izbrani, ker sistemi RISC ne vključujejo nujno manjšega števila ukazov kot CISC; razlika je v ožjem naboru navodil, organiziranih na preprostejši način.