CISC ve RISC Mimarisi

1- CISC MİMARİSİ

Bu mimarinin özelliği: işlemci karmaşık; yazılım kolaydır. Bu mimari, özellikle Intel X86 işlemcilerinin tasarlandığı 70’li ve 80’li yıllarda, bellek elemanlarının pahalı olması nedeniyle onların tasarruf edilmesini sağlamak ve yüksek seviyeli dilleri desteklemek amacıyla geliştirilmiştir. Yani, bu mimari programlamayı kolaylaştırır ve bellek kullanımını etkinleştirir. İşlemci karmaşık olsa da yazılım basitleştirmektedir.

CISC mimarisinin temel özellikleri:

1) Komutların sayısının çok olması;

2) Değişken uzunluklu komutların olması;

Komutların sayısının çok olması birçok sayıda işlemi tek bir komut yardımı ile yürütmeyi sağlamakla programın bellekte tuttuğu yer hacminde tasarruf sağlanmaktadır. Fakat bu, aynı zamanda işlemcinin, özellikle kontrol biriminin karmaşıklığının artması nedeni olmaktadır. Bu da işlemci performansında istenmeyen durumların ortaya çıkmasına neden olur. Ama programların yüklenmesinde ve çalıştırılmasındaki düşük hacimli bellek kullanımı bu sorunu ortadan kaldırabilir.

Şekilden görüldüğü gibi, kontrol birimi mikro programlama yöntemi ile yapılmış ve ön-bellek (cache) veri ve komut için olmakla iki yere ayrılmıştır (birleştirilmiş ön-bellek). Kontrol biriminde mikroprogramlama kullanıldığından dolayı yeni komutlar eklemek kolaydır, bu sonraki modellerin önceki modelin komut kümesini içermektedir. Bu, bir avantajdır. Eklenen yeni komutlar daha çok işlev yürütebildiğinden dolayı, verilen bir görev için daha az komut kullanacaktır ve bu, belleği daha etkili kullanmaya olanak sağlamaktadır.

Fakat farklı komutlar farklı uzunlukta olduğundan dolayı farklı miktarda saat çevrimi kullanmaktadır. Bu hesaplama hızını düşürmektedir. Bazı özel komutlar yeteri kadar sık kullanılmamaktadır. Bu, bir bakıma izafilik demektir. CISC mimarisinde genel amaçlı kaydedicilerin sayısı azdır (8 adet). Bu, belleğin daha çok kullanılmasına götürmektedir.

2- RISC MİMARİSİ

Şekilden görüldüğü gibi kontrol birimi donanımsal olarak tasarlanmakta (Mealy vaya Moore otomatlarını hatırlayınız) ve komutlar ve veri için ayrı ön-bellekler kullanılmaktadır.

RISC mimarisinin özellikleri:

RISC yapısında aynı anda birden çok komutun birden fazla birimde işlendiği boru hattı (pipe line) tekniği ve ayrıca süperskalar teknik kullanarak yüksek performans sağlanmaktadır. Bu tekniklerin kullanımı komutların ve adresleme modları sayısının az olması sayesinde mümkün olmaktadır. Komutların sayısı yaklaşık 200 olmaktadır.

Genelde bir komut bir çevrimlik zamanda yürütülebilmekte, komutların uzunluğu ve formatı sabit olmaktadır ki bu da donanımı basitleştirir.

Ana belleğe sadece “Load” (Yükle) ve “Store” (Depola) komutlarıyla erişilmekte ve işlemler sadece kaydediciler üzerinde yapılmaktadır; Mikroprogramlama kullanılmamakta, kontrol sinyalleri donanımsal olarak üretilmekte, çok sayıda genel amaçlı kaydedicilere sahip olmaktadır. Bütün bunlar yüksek seviyeli dilleri desteklemeye olanak tanır.

Böylece RISC mimarisinin avantajları:

1) Hız daha büyüktür, çünkü bu mimarinin az sayıda olan komut kümesi boru hattı ve süperskalar tasarıma olanak tanır.

2) Donanım basittir, çünkü komut sayısı azdır.

3) Tasarım süresi kısadır.

Dezavantajları:

1- İşletim sistemi ve derleyiciye daha çok yük düşmektedir.