אם אתה חובב טכנולוגיה, יכול להיות ששמעת את המילים מחשב מערכת הוראה מופחתת (RISC) ומחשב מערך הוראות מורכב (CISC). ואם במקרה ידעת מעט על מחשבים, ייתכן שתדע גם שמונחים אלה מתייחסים לדרכים שונות לתכנון מעבד.
לדוגמא, למעבד ARM בטלפון שלך יש ארכיטקטורת RISC. לעומת זאת, למעבד x86 במחשב שלך יש עיצוב CISC.
אבל מה ההבדל בין RISC ל- CISC? בואו ונעמיק קצת יותר ונגלה.
מהו ערכת הוראות?
בכל פעם שמדברים על עיצובים שונים של יחידות עיבוד מרכזיות (CPU), אחד הדברים שעלינו לדבר עליהם הוא מערך ההוראות.
מערך ההוראות של מעבד הוא מכלול הפעולות שמעבד יכול לבצע באופן מקורי. אלה הפעולות המקודדות במעבד ברמת חומרה. קבוצה זו יכולה להכיל בין מספר לאלפי הוראות, תלוי בעיצוב המעבד.
במילים אחרות, מעבד אינו יכול לבצע שום פעולה שהיא מחוץ למערכת ההוראות שלו, מכיוון שאין לו את החומרה בשבילה.
בואו נשתמש באנלוגיה כדי להבין זאת טוב יותר. קחו את הדוגמה של נורה. יצרן הנורה תכנן את הנורה להמרת חשמל לאור. ונורה יכולה לעשות זאת מכיוון שהחומרה תומכת בכך באופן מקורי.
בעיקרו של דבר, נורה יכולה להמיר חשמל רק לאור ותו לא.
באופן דומה, מערך ההוראות של מעבד הוא מכלול הפעולות שהחומרה של המעבד מאפשרת. למשל, כמעט בכל המעבדים יש הוראות "העבר" בערכת ההוראות שלהם. ההוראה "העבר" לוקחת כמה נתונים משטח אחסון מקור ומעבירה אותם לשטח אחסון יעד.
בכל פעם שמעבד זקוק להעברת נתונים, הוא יודע בדיוק כיצד לעשות זאת מכיוון שהחומרה תוכננה סביבו.
בקיצור, ערכת הוראות מכילה את כל אותן פעולות שמעבד תומך ברמת החומרה.
איך עובד מעבד?
מעבד הוא מבוך של מעגלים חשמליים. מעגלים חשמליים אלה מתוכננים בצורה מסוימת לתת למעבד את מערך ההוראות המקורי שלו. אז זה יודע רק לבצע את הפעולות במערך הוראות, מכיוון שיש לו את המעגלים לעשות זאת.
כדי לגרום למעבד לבצע פעולה מסוימת, המעגלים המתאימים לפעולה זו מופעלים באמצעות אות חשמלי. וברגע שמופעל מעגל, המעבד מבצע את השגרה הקשורה למעגל זה.
כדי לגרום למעבד לבצע פעולות מורכבות כמו שליחת ציוץ, תוכנות מפטרות מיליוני תוכנות אותות חשמליים בכל שנייה, כל אחד מכוון להוראה ספציפית מתוך מערך ההוראות של ה- מעבד.
כאן נכנס הרעיון של RIS ו- CIS.
מה זה RISC?
כפי שהשם מרמז, למעבד מבוסס RISC יש מערכת פעולות פשוטה. הוראות פשוטות אלה משיגות יעדים פשוטים ונדרשות להשלמת מחזור אחד בלבד.
ומכיוון של- RISC יש הוראות פשוטות, למעבד אין צורך במעגלים מורכבים כדי לבצע הוראות אלה. זו גם הסיבה שעיצובי RISC הם, מבחינת חומרה, זולים יותר ליישום.
קָשׁוּר: מדוע הטלפון שלי איטי יותר מהמחשב שלי? טלפון חכם לעומת הסבירו מהירויות שולחן העבודה
כדי להבין מעבד RISC ביתר פירוט, בואו נסתכל על עקרונות התכנון של מעבדים מבוססי RISC.
ראשית, מעבדי RISC משלימים כל הוראה במחזור יחיד.
שנית, מעבדי RISC מבצעים פעולות רק בנתונים המאוחסנים ברשומות. הסיבה לכך היא שאחד מצווקי הבקבוק העיקריים ליכולתו של מעבד לבצע משימות הוא חוסר ההתאמה העצום בין מהירות המעבד למהירות הזיכרון הראשית. הזיכרון הראשי הוא איטי במיוחד בהשוואה למעבד.
קָשׁוּר: מדריך מהיר ומלוכלך ל- RAM: מה שאתה צריך לדעת
לכן, אם מעבד צריך להשתמש בנתונים המאוחסנים בזיכרון הראשי, הוא יגרום לצוואר הבקבוק של היחידה והתהליך יהיה איטי. בתכנון RISC הנתונים נטענים ומאוחסנים ברשומות במעבד, מכיוון שהרשמים קרובים הרבה יותר למהירות המעבד מאשר לזיכרון הראשי.
שלישית, הוראות RISC הן פשוטות מספיק כך שאין שכבה של מיקרו-קוד פרשני לתרגום ההוראות לצורות פשוטות יותר.
ולבסוף, RISC מעצב תומך בצנרת לביצוע חלקים של הוראות מרובות בו זמנית. מכיוון שלמעבדי עיצוב RISC יש מהירויות שעון גבוהות יותר, הם מהירים במיוחד. צנרת צנרת היא דרך לנצל מהירות זו ולבצע חלקים מהוראות מרובות לתוספת יעילות.
סיפור קצר, למעבדי RISC יש הוראות פשוטות, מהירויות שעון גבוהות יותר, מבנה צינורות יעיל, פעולת אחסון עומסים ברשומות ויכולים לבצע הוראות במחזור אחד.
מהו CISC?
ה- CISC הוא ההפך מ- RISC כמעט בכל תחומי המפתח. כמעט לכל שבבי שולחן העבודה יש עיצוב CISC.
ראשית, הוראות תכנון CISC הן מורכבות ולכן נדרשות שכבת מיקרו-קוד לתרגום להוראות סימפלקס.
שנית, הוראות CISC יכולות לבצע מספר מחזורי CPU לביצוע.
שלישית, צנרת אינה יעילה כל כך ב- CISC והיא קשה עוד יותר ליישם בגלל האופי המורכב של הוראות CISC.
בקיצור, מעבדים עם ארכיטקטורת CISC יכולים לבצע פעולות רבות בהוראה מורכבת אחת. אך ההוראה נמשכת מספר מחזורים להשלמה, היא קשה יותר לשימוש בצנרת, והיא דורשת הרבה מעגלים במעבד.
RISC לעומת CISC: הבדלים עיקריים
ההבדל העיקרי בין RISC ל- CISC הוא סוג ההוראות שהם מבצעים.
הוראות RISC פשוטות, מבצעות פעולה אחת בלבד ומעבד יכול לבצע אותן במחזור אחד.
הוראות CISC, לעומת זאת, אורזות בחבורת פעולות. לכן, המעבד אינו יכול לבצע אותם במחזור אחד.
הוראות הן גם הסיבה שמעבדי RISC תומכים בצנרת מההתחלה ולמעבדי CISC קשה יותר עם זה. עם RISC, ההוראות פשוטות מספיק בכדי שניתן יהיה לבצע אותן בחלקים. קשה יותר לעשות זאת עם CISC בגלל האופי המורכב של ההוראות.
לאחר מכן, בניגוד ל- RISC, הוראות CISC יכולות לעבוד ישירות מה- RAM. לכן, אין צורך לבצע פעולות עומס / חנות נפרדות בתכנון CISC.
לבסוף, דרישות החומרה עבור תכנון CISC גבוהות יותר מזו של תכנון RISC, מכיוון ש- CISC דורש כי יש לבנות הוראות מורכבות בחומרת המעבד. בעיקרו של דבר, מה ש- CISC משיג בחומרה, שואף RISC להשיג באמצעות התוכנה.
זו הסיבה שלתוכניות הממוקדות בארכיטקטורת CISC יש פחות שורות קוד מכיוון שההוראות עצמן מטפלות בפעולות רבות.
ישנם יתרונות וחסרונות הן ל- RISC והן ל- CISC
אף מעבד מודרני אינו מבוסס על RISC או CISC בלבד. מעבדים מודרניים משלבים את פילוסופיות העיצוב של שתי הארכיטקטורות כדי להשיג את הטוב משני העולמות. למשל, ארכיטקטורת ה- x86 בה AMD משתמשת היא בעיקר ב- CISC אך יש לה מיקרוסקוד להמרת הוראות מורכבות להוראות מופחתות מסוג RISC.
לכן, בניגוד למעבדים של המאה האחרונה, מעבדים מודרניים התפתחו מעבר לסיווג פשוט של RISC או CISC.
תוהה אילו אפליקציות Windows 10 להסיר? להלן מספר אפליקציות, תוכניות ותוכנות נפח מיותרות של Windows 10 שעליך להסיר.
קרא הבא
- הסבירו טכנולוגיה
- מעבד
- טיפים לחומרה
- טיפים למחשב
פוואד הוא סופר עצמאי במשרה מלאה. הוא אוהב טכנולוגיה ואוכל. כאשר הוא לא אוכל או כותב על Windows, הוא משחק משחקי וידאו או כותב עבור הבלוג המוזר שלו Techsava.
הירשם לניוזלטר שלנו
הצטרף לניוזלטר שלנו לקבלת טיפים, ביקורות, ספרים אלקטרוניים בחינם ומבצעים בלעדיים!
צעד אחד נוסף !!!
אנא אשר את כתובת הדוא"ל שלך בדוא"ל ששלחנו לך זה עתה.
