Reduced Instruction Set Computing
A RISC angol rövidítés (reduced instruction set computing, redukált utasításkészletű számítástechnika, vagy konkrét gépre alkalmazva reduced instruction set computer, „csökkentett utasításkészletű számítógép”) egy, a számítógépek processzorának tervezésénél alkalmazott tervezési stratégia.
Bővebben
A legelső processzorok egészen az 1960-as évek végéig viszonylag egyszerű utasításkészlettel rendelkeztek. A mikroprocesszorok fejlődésével azonban egyre bonyolultabb, egyre több utasítással és címzési móddal rendelkező implementációk jelentek meg.
Az 1980-as évek elején új koncepció jelent meg a processzortervezők kollektív tudatában, melynek előfutárának a University of Berkeley-n fejlesztett RISC I, majd a RISC II processzorok tekinthetőek. A koncepció egyszerű:
A bonyolult, lassú utasítások mellőzése és a címzési módok egyszerűsítése miatt a korábbinál jóval egyszerűbb felépítésű (vagyis könnyebben verifikálható) chipeket tudtak tervezni.
A RISC architektúrának több jellemzője lehet:
- load/store architektúra: memóriaelérés csak load és store műveletek segítségével;
- nincs olyan utasítás, ami a memóriaelérést (load/store) az aritmetikával kombinálja[1]
- minden műveletvégző utasítás regisztereket használ
- kis számú, egyszerűsített címzési mód (példák: 1: MIPS R2000, 2: SPARC, 3: MC88000, 4: IBM POWER, de 10: HP PA)[1]
- egyetlen RISC processzor sem használ indirekt címzést[1]
- az utasítások „huzalozott” megvalósítása (nem mikrokóddal, hanem hardveresen kerülnek megvalósításra)
- minden utasítás ugyanolyan hosszúságú
- az utasításokat lehetőleg 1 órajelciklus alatt hajtsa végre
- utasítás-futószalagos végrehajtás (pipeline használat)
- nagyszámú általános célú regiszter
Az egyszerűbb kialakítás miatt több hely áll rendelkezésre az áramköri lapkán, amit a RISC processzorok tervezésekor gyakran regisztertárak, gyorsítótárak elhelyezésére használnak fel.
Érdemes megjegyezni, hogy manapság gyakori, hogy CISC utasításkészletű processzorok valójában egy RISC elvekre épülő magot használnak, valamint a RISC processzorok is gyakran rendelkeznek olyan jellemzőkkel, melyet amúgy a CISC világhoz sorolunk. A RISC elvet a mikrokontrollerek tervezésénél is kihasználják.
RISC architektúrájú processzorcsaládok
- IBM 801 – az első RISC architektúra
- Berkeley RISC – a RISC koncepció névadója, 1980–1984
- MIPS Technologies: Stanford MIPS, MIPS, MIPS-X
- POWER / PowerPC
- DEC Alpha
- AMD Am29000 – 1995 végén fejlesztését beszüntették
- ARC
- ARM
- Atmel AVR
- Blackfin
- Intel i860 – gyártása az 1990-es évek közepén megszűnt
- Intel i960
- Intel IA-64
- HP PA-RISC
- Motorola 88000 – hivatalosan 1998 januárjában megszűnt[2]
- SuperH
- SPARC / UltraSPARC
- OpenRISC
- PIC – Harvard architektúrájú mikrovezérlő család
Jegyzetek
- ↑ a b c http://www.mrc.uidaho.edu/mrc/people/jff/digital/mashey.html
- ↑ CPU of the Day: Motorola XC88110 88000 RISC Processor (angol nyelven). CPU of the Day. The CPUSHACK CPU History Museum, 2013. április 2. „„The 88100 was officially declared end of life by Motorola in January 1998, though it had been dead long before.””
Források
További információk
- David A. Patterson, David R. Ditzel: The Case for the Reduced Instruction Set Computer (angol nyelven) (pdf). ACM SIGARCH Computer Architecture News, vol. 8, no. 6, pp. 25-33, pp. 25-33. ACM, 1980. október
- David A. Patterson, Carlo H. Sequin: RISC I: A Reduced Instruction Set VLSI Computer (angol nyelven) (pdf). ISCA '81; Proceedings of the 8th annual symposium on Computer Architecture pp. 443-457. IEEE Computer Society Press, 1981