RISC ve CISC mimarileri ve günümüzde kullanım alanları

CISC (Complex instruction set computer  ) Mimarisi (Karmaşık komut setli bilgisayarlar)

CISC, bilgisayarın işlemcisinin komutlarının tipini ifade eder. Komutları karmaşık olan bir işlemci de her komutun işlemci tarafından decode edilmesi uzun sürer ve devrenin bu biçimi silikon üzerinde de fazladan yer kaplar. RISC işlemciler komut sayısını azaltarak, performans kazanmayı hedeflemişlerdir.

CISC bir işlemcinin tek bir komut ile yaptığı işlem, RISC bir işlemci ile 2 ya da daha fazla komutla yerine getirilebilmektedir. Ama yine de RISC mimarisinin avantajları ile bu işlemciler aynı saat frekansları ile daha yüksek işlem gücüne sahip olabilmektedirler.

Ancak CISC bir işlemcinin doğrudan assembler ile programlanması insanlar için çok daha kolaydır. Bu da yüksek seviyeli programlama dillerinin pek kullanılmadığı yıllarda avantajken, günümüzde assembler ile programlamanın yapıldığı alanlar çok azaldığından, avantajını yitirmiştir. Günümüzdeki Intel ve AMD işlemciler de aslında CISC işlemcilerdir, fakat derinlerinde aslında karışık komutlar daha basit RISC komutları sayılabilecek parçalara dönüştürülerek işlenirler.

RISC(Reduced instruction set computing) Mimarisi ( İndirgenmiş komut setli bilgisayarlar )

Bilgisayar tasarımında önemli noktalardan birisi işlemcinin komut kümesinin belirlenmesidir. Belirli bir bilgisayar için seçilen komut kümesi bu bilgisayarın makine diliyle yazılımlanmasını belirler. Eski bilgisayarlarda küçük ve basit komut kümeleri mevcuttur. Bunun nedeni komutları yürütecek donanımın küçük tutulmasıydı. Sayısal donanım ucuzlamaya başlayıp, tüm devreler daha ileri bir seviyeye ulaşınca bilgisayar komutları da hem sayı hem de karmaşıklık olarak arttı. Bazı bilgisayarlar 100 hatta 200’ün üzerinde komut kümesine sahip oldular. Bu bilgisayarlar çok farklı veri tiplerini kullanabiliyorlar ve çok sayıda adresleme kipi bulunuyordu. Bilgisayar donanımlarının karışık olma eğilimi birçok etkenin sebep olduğu bir olaydır. Örneğin mevcut kiplerin güncellenmesi, yüksek seviyeli dilden makine diline geçişin sağlanması ve yazılım temelli işlevlerin donanım temelli olmasının sağlanması bu nedenlerden bazılarıdır. Çok sayıda komutları bulunan bir bilgisayar CISC olarak adlandırılır.

Yüksek düzeyli dillerde yazılmış olan yazılımların CISC makinelerde derlenmesi ile elde edilen kodlar incelendiğinde:

  • Çok      sayıda atama (A=B) yapıldığı
  • Erişilen      verilerin çoğunlukla yerel ve skaler (dizi ve matris olmayan) veriler      olduğu
  • Makine      dili yazılımlarda en büyük yükü altyazılım çağrılarının oluşturduğu
  • Altyazılımların      büyük çoğunluğunun (%98) 6 veya daha az parametre aldığı
  • Altyazılımların      büyük çoğunluğunun (%92) 6 veya daha az yerel değişken kullandığı
  • Altyazılım      çağırma derinliğinin büyük çoğunlukla (%99) 8’den daha az olduğu

belirlenmiştir. Yüksek düzeyli yazılımlama dillerinin oluşturduğu bu veriler dikkate alınarak merkezi işlem birimlerinin verimlerini artırmak amacıyla daha az bellek erişimi yapan ve:

  • Daha az sayıda komut
  • Daha az sayıda adresleme kipi
  • Sabit uzunlukta komut yapısı (komut çözme işi      kolaydır)
  • Doğrudan bellek üzerinde işlem yapan komutlara      sahip olmayıp, işlemlerin iç saklayıcılarda yapılması
  • Belleğe sadece okuma/yazma işlemleri için      erişme
  • Tek çevrimde alınıp yürütülebilen komutlar      (komut işhattı sayesinde)
  • Devrelendirilmiş (hardwired) donanım birimi

özelliklerine sahip olan RISC işlemciler tasarlanmıştır. Bazıları tüm RISC makinelerde bulunmayan bazıları ise CISC makinelerde de rastlanılabilen RISC işlemciler için özellikle önemli özellikler ise:

  • Çok sayıda saklayıcı (register file)
  • Kesişimli saklayıcı penceresi (overlapped      register window)
  • Komutlar için optimize edilebilen      işhattı(pipeline)
  • Derleyici desteği

olarak sayılabilir.

Günümüzdeki Motorola PowerPC işlemciler, ARM mimarisi (orijinal adı Acorn RISC Machine) pek çok gömülü tasarımda kullanılan 32-bit RISC işlemci mimarisidir.


 

RISC ve CISC arasındaki farklar ise;

RISC (Hard-wired Control Unit)

  • Hızlı
  • Ucuz
  • Yeniden Dizayn Zor
  • Daha fazla Komut(instruction)
  • Daha fazla saklayıcı bellek (register)
  • Kesişimli saklayıcı penceresi (overlapped register window)
  • Derleyici desteği

CISC (Microprogrammed Control Unit)

  • Yavaş
  • Pahalı
  • Esnek
  • Daha az komut
  • Daha az saklayıcı bellek
  • Daha az sayıda adresleme kipi
  • Sabit uzunlukta komut yapısı (komut çözme işi kolaydır)
  • Doğrudan bellek üzerinde işlem yapan komutlara sahip olmayıp, işlemlerin iç saklayıcılarda yapılması
  • Belleğe sadece okuma/yazma işlemleri için erişme
  • Devrelendirilmiş (hardwired) donanım birimi
  • Tek çevrimde alınıp yürütülebilen komutlar (komut işhattı sayesinde)

About mehmetakifsonmez

Tokat Teknik ve Endüstri Meslek Lisesi - Bilişim Teknolojileri Alanı Şefi
Bu yazı Bilgisayar Mimarisi içinde yayınlandı. Kalıcı bağlantıyı yer imlerinize ekleyin.

One Response to RISC ve CISC mimarileri ve günümüzde kullanım alanları

  1. burak dedi ki:

    Merhaba
    Yazınızı okudum bana çok yardımcı oldu teşekkürler.
    Son bölümde CISC in son 7-8-9. özellikleri RISC mimarisine ait değil mi?
    İyi çalışmalar

    Liked by 1 kişi

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s