RISC архитектура микропроцессоры

RISC (Reduced Instruction Set Computer) - қ ысқ а жү йелі команда процессоры.Команда жү йесі жең ілдетілген жә не қ ысқ артылғ ан, ә р нұ сқ аушы жалғ ыз жиілікпен орындалады.Микропроцессордың қ ұ рылымы қ арапайымдатылып, жылдамдығ ы артқ ан. Барлық командалар операндалармен жұ мыс жасайды жә не олардың форматтары бірдей.Жадқ а қ атынау арнайы команда жү ктеме регистрі мен жазба арқ ылы орындалады. Қ ұ рылымның қ арапайымдылығ ы жә не аз ғ ана жиынтық командасы толық тай аппараттың орындалуына жә не аз кө лемді конвейердің тиімді болуы мү мкіндік етеді. RISC арифметика – процессорын жоғ арғ ы дең гейдегі конвейер бө лшектері ажыратады.Бұ л тә сіл компьютердің тактік жиілігін ү лкейтеді (яғ ни, ө німділігінде); ә р фазадағ ы конвейер жұ мысының қ арапайым тә сілдері орындалса, соғ ұ рлым оның жұ мысы жоғ ары болады. RISC - процессоры алғ ашқ ыда арифметикалық операциялардың жылдамдығ ын ү лкейтуге бағ ытталғ ан, CISC – процессорына қ арағ анда оның конвейері ө зінің жылдамдығ ымен ерекшеленеді. Осының нә тижесінде, RISC - процессоры 2 - 4 рет жиілігі жылдамырақ, ү лкен бағ дарлама кө леміне қ арамастан CISC процессоры қ арапайым команда жү йесі жә не жоғ арғ ы сапалы болады. Дейв Паттерсон жә не Карло Секуин 4 негізгі RISC принципін қ ұ рды:

1.Кез келген операция типіне қ арамастан бір жиілікте орындалуы тиіс.

2.Команда жү йесінде бір ұ зындық тағ ы қ арапайым нұ сқ ағ ыштардың аз ғ ана саны болуы керек.

3.Қ айта ө ң деу “регистр - регистр“ форматында ғ ана орындалады.

4.Жү йе мазмұ ны жоғ арғ ы дең гейлі компиляция операторының тілдеріне тү сініктірек болуы тиіс.

Power PC RISC-аpхитектуpасы бар микропроцессорына мысал бола алады. Power PC микропроцессоры 1981 жылы ү ш фирмамен: IBM, Motorola, Apple дамығ ан. Неғ ұ рлым команда процессорының жү йесі ауқ ымды болса, соғ ұ рлым оның архитектурасы қ иындайды, форматты жазу команда ұ зарады (байтта), бір команданы орындау орташасы ү лкейеді. Мысалғ а Intel Pentium процессор команда жү йесінің қ азіргі таң да мың дағ ан ә р тү рлі командалары бар. Осындай процессорларды ү лкен ауқ ымды команда жү йесі деп атайды- CISС-процессорын (CISC — Complex Instruction Set Computing) жатқ ызуғ а болады.

CISC-процессорларына кері 80 жылдардың ортасында RISC(RISC — Reduced Instruction Set Computing) қ ысқ а жү йелі команда архитектурасы пайда болды. Мұ ндай архитектурада команда саны аз болады, жә не олардың ә рқ айсысы жылдамырақ орындалады. Қ арапайым командалардан тұ ратын бағ дарламалар осы процессорлармен жылдамырақ орындалады. Қ ысқ артылғ ан команда жиынтығ ының кемшілігі қ иындатылғ ан операцияларды орындауда қ ысқ артылғ ан команда жиынтығ ымен дұ рыс нә тиже шық пайды.

Бә секелестік нә тижесінде процессор архитектурасында олардың қ олдану аясы анық талды:

CISC-процессорын ә мбебап есептеу жү йелерінде қ олданады;

RISC-процессорын мамандандырылғ ан есептеу жү йелері мен біркелкілік операцияларды орындауғ а бағ ытталғ ан қ ұ рылғ ыларда қ олданылады.

IBM PC дербес компьютерлері ү шін CISC-процессорлары ғ ана шығ арылатын, оғ ан Intel Pentium процессорлары да кіреді. Соң ғ ы кездері AMD компаниясы AMD-K6 про­цессорларын шығ ара бастады, оның негізінде RISC-архитектурасымен орындалғ ан ішкі ядро жә не CISC архитектурасымен орындалғ ан ішкі қ ұ рылым кіреді.