RISC-процессоры

Традиционное развитие архитектуры микропроцессоров по пути расширения и усложнения набора микрокоманд порождает ряд нежелательных эффектов: усложняется и замедляется процесс дешифрирования команд программы, усложняется работа УУ. Кроме того, усложнение архитектуры процессора делает более трудным размещение всех его устройств на одном кристалле микросхемы. С учётом перечисленных проблем, последние три десятилетия в противовес процессорам с традиционной архитектурой CISC (Complex Instruction Set Computer) стали разрабатываться и успешно применяться процессоры с сокращённым набором команд, так называемые RISC- процессоры (Reduced Instruction Set Computer). RISC- архитектура позволяет достичь высокой производительности за счёт более быстрого, чем в CISC- процессорах, выполнения команд. Основные принципы, реализуемые в RISC- процессорах:

· Одинаковая длина команд. Это облегчает их выборку из оперативной памяти, процессор не задерживается для чтения дополнительных машинных слов, образующих выполняемую команду.

· Сокращённый набор микрокоманд- в RISC-процессорах предельно сокращено количество микрокоманд, оставлены главным образом простейшие, наиболее часто употребляемые команды, что позволяет упростить схему обработки информации и за этот счёт уменьшить размеры устройств микропроцессора, а освободившееся место отвести под регистры.

· Большое количество регистров. В отличие от традиционных CISC-процессоров, в RISC-процессорах б о льшая часть промежуточных результатов хранится в регистрах, а меньшая- в оперативной памяти. Этим сокращается потребное число обращений микропроцессора к оперативной памяти.

· Сокращённый набор действий над операндами. Те RISC-команды, которые обрабатывают данные, никогда не совмещаются с операциями чтения и записи в оперативную память, как это бывает в командах CISC-процессоров. Это уменьшает длину команды и упрощает её обработку.

Упрощение микрокоманд и сокращение их количества в RISC-процессорах приводит к увеличению числа команд в самой программе, т.е. ЕХЕ-файл имеет больший размер. Но хотя RISC-программы длиннее эквивалентных им CISC-программ, выполняются они быстрее.

Первый RISC-компьютер был разработан в 1974 году сотрудником IBM Джоном Куком. Выпускаемые в настоящее время микропроцессоры Intel Core и AMD Athlon являются комбинированными процессорами: они имеют RISC-ядро, дополненное обширной внешней микропрограммной оболочкой для поддержки CISC-программ, написанных для компьютеров семейства х86. Традиционной областью применения RISC-процессоров является рынок рабочих станций и сетевых серверов.