Cisc E Risc

Introdução

Neste trabalho retratamos sobre os computadores SISC. Sem duvidas este é um dos temas mais interessantes quando tratamos de processadores. Grande parte dos computadores vêm com identificação e literatura descrevendo o processador que contém dentro de si, arquitetura CISC e RISC.

A CISC usada em processadores Intel e AMD; suporta mais instruções no entanto, com isso, mais lenta fica a execução delas.

A RISC 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.

Objetivos

Gerais

O objetivo é entender as definições destas arquiteturas e, principalmente, a diferença entre elas, demodos a obter conhecimentos sólidos sobre arquiteturas RISC e CISC.

Específicos

Saber de uma forma detalhada acerca das funcionalidades, vantagens e desvantagens dos processadores RISC e CISC.

Saber as diferenças de desempenho de cada processador sem esquecer o seu historial.

Cisc

CISC (Complex Instruction Set Computer, ou, "Computador com um Conjunto Complexo de Instruções") é uma linha de arquitetura de processadores 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.

Características das Arquiteturas CISC

O nome CISC (Complex Instruction Set Computer) advém do fato de se considerar complexo um conjunto constituído de grande quantidade de instruções, com múltiplos modos de endereçamento, entre outras críticas. Em uma época inicial da computação em que a memória era cara e pequena e, por isso, os códigos gerados pelos compiladores deveriam ser compactos e eficientes na execução. Dessa forma, os projetistas precisavam obter boa densidade do código de máquina, ou seja, cada instrução deveria fazer muito, de modo que o programa completo tivesse poucas instruções.

O surgimento, em 1951, do conceito de microprogramação facilitou o trabalho de projetar instruções complexas, implementando-as em microcódigo. O microcódigo reside em memória de controle, pode-se acelerar sua execução com essas memórias sendo rápidas. A criação de novas instruções é, na maioria das vezes, quase sem custo e sem aumento de espaço, facilitando a implementação do conceito de famílias de processadores. Um bom exemplo disso é a arquitetura x86. Outra vantagem do emprego de microcódigo reside na rapidez da execução de instruções que estão armazenadas em memória (memória ROM de controle) bem mais rápido que a memória convencional.

O primeiro sistema de computação lançado com microcódigo e que originou, também, o conceito de família de computadores foi introduzido pela IBM em 1964, o Sistema IBM/360. Posteriormente, a DEC (Digital Equipament Corporation) introduziu sua família de PDP, mais tarde substituída pelo sistema VAX, um dos melhores exemplos de máquina CISC.

Os projetistas de arquiteturas CISC consideram três aspectos básicos: - uso de microcódigo; - construção de conjuntos com instruções completas e eficientes; - criação de instruções de máquina de “alto nível”, ou seja, com complexidade semelhante à dos comandos de alto nível.

Colocados juntos, esses elementos do projeto nortearam a filosofia de construção de processadores CISC por longo tempo, como a família Intel x86, os processadores AMD K e, anteriormente, os sistemas IBM e VAX. Assim é que existem naqueles conjuntos instruções poderosas, do tipo:

CAS - compare and swap operands (comparar valores e trocas operandos).

RTR - return and restore codes (retornar e restaurar código).

SWAP - swap register words (trocar palavras dos registradores).

Em geral o desenvolvimento das arquiteturas CISC tende a seguir algumas regras básicas:

a) Formato de dois operandos mais comum – instruções com campos de origem e destino, como a instrução:

ADD CX, mem (subtrair o valor na memória do valor no registrador CX e colocar resultado no registrador CX).

b) Uso de modos registrador para registrador; registrador para memória e memória para registrador.

c) Uso de múltiplos modos de endereçamento para a memória, incluindo indexação para o caso de vetores.

d) Instruções com largura variável, com a quantidade de bytes variando de acordo com o modo de endereçamento utilizado.

e) As instruções requerem múltiplos ciclos de relógio para sua complexa execução, além do que a quantidade desses ciclos varia de acordo com a largura das instruções. Por exemplo, se uma instrução realiza mais de um acesso à memória para buscar dois operandos, então gasta mais ciclos do que outra que só realiza um acesso.

f) O hardware possui poucos registradores devido ao fato de possuir muitas instruções com acesso à memória e por causa da limitação do espaço no chip usado para a memória de controle.

g) Há também registradores especializados, como o registrador de controle (flags); de segmento para o ponteiro da