Arquitetura Cisc e Risc qual diferença

Arquitetura Cisc e Risc qual diferença

publicado por: Alan Germano | categoria : Blog | comentários : 11 comentários

Sem duvidas este é um dos temas mais interessantes quando tratamos de processadores. 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.

A CISC (em inglês: Complex Instruction Set Computing, Computador com um Conjunto Complexo de Instruções), usada em processadores Intel e AMD; suporta mais instruções no entanto, com isso, mais lenta fica a execução delas.

A RISC (em inglês: Reduced Instruction Set Computing, Computador com um Conjunto Reduzido de Instruções) usada em processadores PowerPC (da Apple, Motorola e IBM) e SPARC (SUN); suporta menos instruções, e com isso executa com mais rapidez o conjunto de instruções que são combinadas.

Um processador CISC (Complex Instruction Set Computer), é capaz de executar várias centenas de instruções complexas, sendo extremamente versátil. Exemplos de processadores CISC são os 386 e os 486. No começo da década de 80, a tendência era construir chips com conjuntos de instruções cada vez mais complexos, mas alguns fabricantes resolveram seguir o caminho oposto, criando o padrão RISC (Reduced Instruction Set Computer ).

Ao contrário dos complexos CISC, os processadores RISC são capazes de executar apenas algumas poucas instruções simples. Justamente por isso, os chips baseados nesta arquitetura são mais simples e muito mais baratos. Outra vantagem dos processadores RISC, é que por terem um menor número de circuitos internos, podem trabalhar com clocks mais altos. Um processador RISC é capaz de executar instruções muito mais rapidamente.

Assim, em conjunto com um software adequado, estes processadores são capazes de desempenhar todas as funções de um processador CISC, compensando as suas limitações com uma velocidade maior de operação. Atualmente, vemos processadores híbridos, que são essencialmente

Processadores CISC, porém que possuem internamente núcleos RISC. Assim, a parte CISC do processador pode cuidar das instruções mais complexas, enquanto que o núcleo RISC pode cuidar das mais simples, nas quais é mais rápido. Parece que o futuro nos reserva uma fusão destas duas tecnologias. Um bom exemplo de processador híbrido é o Pentium Pro.

Arquitetura CISC

CISC (Complex Instruction Set Computer, ou, em uma tradução literal, “Computador com um Conjunto Complexo de Instruções”): é um processador capaz de executar centenas de instruções complexas diferentes sendo, assim, extremamente versátil. Exemplos de processadores CISC são os 386 e os 486 da Intel.

Os processadores baseados na computação de conjunto de instruções complexas contêm uma micro programação, ou seja, um conjunto de códigos de instruções que são gravados no processador, permitindo-lhe receber as instruções dos programas e executá-las, utilizando as instruções contidas na sua micro programação. Seria como quebrar estas instruções, já em baixo nível, em diversas instruções mais próximas do hardware (as instruções contidas no microcódigo do processador). Como característica marcante esta arquitetura contém um conjunto grande de instruções, a maioria deles em um elevado grau de complexidade.

Examinando do ponto de vista um pouco mais prático, a vantagem da arquitetura CISC é que já temos muitas das instruções guardadas no próprio processador, o que facilita o trabalho dos programadores de linguagem de máquina; disponibilizando, assim, praticamente todas as instruções que serão usadas em seus programas. Os processadores CISC têm a vantagem de reduzir o tamanho do código executável por já possuírem muito do código comum em vários programas, em forma de uma única instrução.

Esta arquitetura processa e trata grandes e complexas instruções, nomeadamente operações de multiplicação e divisão mas também executa e/ou descodifica grandes quantidades de operações, parecendo possuir outro processador pelo facto da maioria dos algoritmos já se encontrarem no processador sendo o seu tempo de restabelecimento praticamente nulo.

A CISC é implementada e guardada em micro-código no processador, sendo difícil modificar a lógica de tratamento de instruções. Esta arquitetura suporta operações do tipo “a=a+b” descrita por “add a,b”, ou seja podem simplesmente utilizar dois operandos para uma única instrução, sendo um deles fonte e destino (acumulador) e permite um ou mais operadores em memória para a realização das instruções. Com isto se comprova a necessidade de abranger um elevado leque de modelos de endereçamento, com acesso direto à memória e com apontadores para as variáveis em memória, armazenados eles próprios (ponteiros) em células de memória.

A complexidade que envolve estes modelos compromete o produto a nível de comercialização e desenvolvimento, limitando ou diminuindo o aumento a frequência de relógio não só pelo tempo de acesso às memórias como devido ao reduzido número de registos.

Porém, do ponto de vista da performance, os CISC’s têm algumas desvantagens em relação aos RISC’s, entre elas a impossibilidade de se alterar alguma instrução composta para se melhorar a performance. O código equivalente às instruções compostas do CISC pode ser escrito nos RISC’s da forma desejada, usando um conjunto de instruções simples, da maneira que mais se adequar. Sendo assim, existe uma disputa entre tamanho do código X desempenho.

A existência de um grande número de registros nas arquiteturas RISC, aliado à evolução da tecnologia dos compiladores dos últimos anos (em especial, na geração de código), vem permitindo representar a maioria das variáveis escalares diretamente em registro, não havendo necessidade de recorrer com tanta frequência à memória. Esta organização não foi contudo economicamente viável nas gerações anteriores de microprocessadores, com destaque para a família da Motorola (M680x0) e, ainda mais antiga, a família da Intel (ix86). Estes processadores dispunham de um menor nº de registros e, consequentemente, uma diferente organização que suportasse eficientemente diversos mecanismos de acesso à memória.

No caso da família M680x0, o programador tinha disponível dois bancos de 8 registros genéricos de 32 bits: um para dados (D) e outro para apontadores para a memória (A), suportando este último banco um variado leque de modos de endereçamento à memória.