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
[szerkesztés]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
[szerkesztés]- IBM 801 – az első RISC architektúra
- Berkeley RISC – a RISC koncepció névadója, 1980–1984
- MIPS Technologies: Stanford MIPS, MIPS, MIPS-X
- POWER / PowerPC
- DEC Prism – az Alpha elődje, 1988-ban megszűnt
- DEC Alpha – 2004 után megszűnt
- AMD Am29000 – 1995 végén fejlesztését beszüntették
- ARC
- ARM
- Atmel AVR
- Blackfin
- Intel i860 – gyártása az 1990-es évek közepén megszűnt
- Intel i960 – beágyazott és katonai rendszerekben használják jelenleg is
- Intel IA-64
- HP PA-RISC
- Motorola 88000 – hivatalosan 1998 januárjában megszűnt[2]
- SuperH
- SPARC / UltraSPARC
- OpenRISC
- PIC – Harvard architektúrájú mikrovezérlő család
- RISC-V – 32, 64, 128 bites architektúra, 2010 óta
Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑ a b c Archivált másolat. (Hozzáférés: 2012. szeptember 2.)
- ↑ CPU of the Day: Motorola XC88110 88000 RISC Processor (angol nyelven). CPU of the Day. The CPUSHACK CPU History Museum, 2013. április 2. (Hozzáférés: 2014) „„The 88100 was officially declared end of life by Motorola in January 1998, though it had been dead long before.””
Források
[szerkesztés]További információk
[szerkesztés]- 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. (Hozzáférés: 2012)
- 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. [2013. április 15-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012)