A Arquitetura CISC e RISC

Resumo

 

 

As arquiteturas dos processadores são aquilo que define seu método de ação. A arquitetura CISC por exemplo, que foi amplamente utilizada até a década de 80 suporta muitas instruções, utilizando de um processo chamado micro programação, porém, isso faz com que seu processo possa ser um pouco lento em certas ocasiões. Por conta disso durante a transição dos anos 80 para 90, entrou a arquitetura RISC, que por suportar instruções em uma quantidade inferior a CISC, ela pode executá-las de forma mais eficaz e veloz. O que também levou, a posteriormente surgirem arquiteturas hibridas, visto que ambas possuíam vantagens e desvantagens, foram usados aspectos de ambas para criar coisas novas.

 

---

Introdução

Segundo Canal TI (2017), é de suma importância que todos os profissionais da área de Tecnologia da Informação (TI) tenham pelo menos conhecimentos básicos de Arquitetura de Computadores, pois tal conhecimento auxilia o profissional em suas habilidades de lidar com essas tecnologias, aproveitando o máximo potencial das máquinas, tornando-as mais seguras e resolvendo problemas de maneira assertiva.

Pensando nesse contexto, estudar Arquitetura de Computadores é tão importante para um profissional de TI, quanto o estudo da anatomia ^[a]é importante para um médico, por exemplo. Da mesma forma que um médico precisa conhecer os detalhes do funcionamento do corpo humano antes de iniciar seus estudos na Medicina - quais são seus órgãos, como eles trabalham individualmente e como se relacionam para formar os sistemas digestivo, respiratório, motor etc. -, é semelhante com a área de TI, pois é necessário aprender quais são os componentes de um computador, como eles funcionam e como eles trabalham em conjunto formando um sistema (CANAL TI, 2017).

De acordo com o^[b] dicionário Oxford Languages (2022), acessado no google, o termo Arquitetura é a “arte e técnica de organizar espaços e criar ambientes para abrigar os diversos tipos de atividades humanas, visando a determinada intenção plástica” ou “conjunto das obras arquitetônicas executadas em determinado contexto histórico, social ou geográfico”.

Quando se fala em Tecnologia da Informação, a Arquitetura de Computadores “é o projeto conceitual e fundamental da estrutura operacional de um sistema computacional. É o estudo dos requisitos necessários para que um computador funcione e de como organizar os diversos componentes para obter melhores desempenhos” (CANAL TI, 2017).

Assim, podemos concluir que, na Computação o termo foi adaptado para denominar a técnica de projetar e construir computadores.

Ao estudar Arquitetura de Computadores, um dos primeiros componentes a serem abordados são os processadores. Em relação a esses componentes, sabe-se que ele é "a unidade central de processamento de um computador (CPU), e funciona como o cérebro do computador, pois interage e faz as conexões necessárias entre todos os programas instalados (LEONARDO, 2021). Segundo Leonardo (2021), a CPU também interpreta as informações enviadas pelos softwares, realiza várias operações, e gera a interface com a qual interagimos quando usamos um computador.

“A arquitetura de processador descreve o processador que foi usado em um computador. Grande parte dos computadores vêm com identificação e literatura descrevendo o processador que contém dentro de si, arquitetura CISC e RISC” (MACÊDO, 2012).

---

Contextualização Histórica

No início dos anos 80, foram feitos diversos estudos para a melhoria da arquitetura de computadores por conta da rápida evolução da tecnologia de semicondutores, buscando a produção de processadores mais velozes. Esses estudos, contudo, levaram ao surgimento da arquitetura de processadores RISC.

Essa arquitetura se contrapõe a arquitetura padrão da época, a arquitetura CISC. A arquitetura CISC, por sua vez, era utilizada por justamente prover centenas de instruções, com múltiplos modos de endereçamento, permitindo diversas instruções em poucos ciclos de processamento. Diferentemente do RISC, ela tem seu conjunto de instruções contido em um microcódigo, sendo assim, com o conjunto de instruções contidas no processador se torna mais prático o desenvolvimento nele já que parte do código já está nele. Contudo, as instruções compostas não podem ser alteradas, o que compromete a performance da arquitetura.

Todos os computadores da época^[c], de pequeno a grande porte, utilizavam essa arquitetura. Segundo Siqueira (2014) afirma, todos os computadores que utilizavam a arquitetura CISC “[...] tinha uma grande quantidade de instruções, um número reduzido de registradores, vários modos de endereçamento e processamento controlado por micro programa”.

Isso começou a mudar a partir dos anos 90 com a utilização das primeiras estações de trabalho SPARC, desenvolvidas com a arquitetura RISC e lançadas pela Sun Microsystems. “A partir de então o conceito, projeto e produção de computadores com arquitetura RISC passaram a ser críticos para todo fabricante de computadores e hoje é uma realidade no mercado”, declara Siqueira (2014). Ela não foi a primeira a comercializar máquinas RISC, mas foi a empresa que praticamente criou o mercado para a arquitetura e se tornou grande nesse âmbito. Desde então, ela foi utilizada pelos fabricantes dos computadores e servidores.

---

Desenvolvimento

O que um processador faz?

Segundo afirma o Diretor de Operações da LB2, Machado (2017), o processador – ou Unidade Central de Processamento (CPU) pode ser considerado o cérebro de um computador. É um circuito eletrônico responsável por executar uma série de instruções dadas pela máquina. Essas instruções são pré-definidas e armazenadas na memória principal do computador e chegam ao processador em linguagem assembly, que é o padrão reconhecido e compreendido por ele. O processador pode receber diferentes tipos de instrução: operações aritméticas (adição, subtração, multiplicação e divisão); acesso à memória para, por exemplo, mover dados de um local para outro; operações lógicas; controle etc. É aqui que as diferenças entre RISC e CISC começam a surgir.