Pazartesi, Nisan 28, 2014

Risc & Cisc

RISC:RISC işlemciler daha kısa ve daha basit komut setlerine sahip işlemcilerdir.Çalışma hızı cısc işemcilerden daha hızlıdır.CISC:CISC işlemciler daha fazla ve daha karmaşık komut setlerine sahiptir.Çalışma hızı rısc işlemcilere göre daha yavaştır.RISC işlemcilerde programın boyutu artar. Günümüz işlemcilerinde CISC işlemciler kullanılır.
Genelde karmaşık komutlu bilgisayarlarda CISC mimarisi kullanılır ve programların az bellek gerektirdiği sistemlerde tercih edilir.. ee az bellek içinde kompleks komutlar ve kompleks mimari gerekir.rısc de ise azaltılmış komut kümeli bilgisayarlarda tercih edilir ve komutların hızlı işlenmesi amacı vardır bu yüzden basit komutlar gerektirir.evet rısc daha hızlıdır.Transistör sayısı cısc de fazladır buda ısınma sorunun getirir.buna bağlı olarak CISC soğutma probleminden dolayı daha pahalıdır.buna rağmen Rısc Cısc'in güçlü komutlarından mahrumdur. bu yüzden daha fazla komut gerektirir.

Yıllar geçtikçe iki işlemci ailesi piyasaya hakim olmaya başladı: Intel Pentium ve Motorola PowerPC. Bu iki işlemci aynı zamanda uzun yıllar boyunca kullanılacak ve günümüze kadar değişmeyecek iki farklı mimariye sahiplerdi.CISC (Complex Instruction Set Computer), geleneksel bilgisayar mimarisidir. İşlemci kendi üzerinde bulunan microcode adlı minyatür bir yazılımı kullanarak komut setlerini çalıştırır. Bu sayede komut setleri değişik uzunluklarda olabilir ve bütün adresleme modellerini kullanabilirler. Bunun dezavantajı çalışmak için daha karmaşık bir devre tasarımına ihtiyaç duyulmasıdır.İşlemci üreticileri daha komlpleks (ve güçlü) işlemciler üretmek için sürekli daha büyük komut setleri kullandılar. 1974 yılında IBM'den John Cocke bir çipin daha az komutla çalışabilmesi gerektiğini düşündü ve ortaya sadece sınırlı sayıda komut setleri kullanabilen RISC (Reduced Instruction Set Computer) mimarisi çıktı. Bu mimaride komutların uzunluğu sabittir ve bu yüzden de direk olmayan adresleme modu kullanılamaz. Sadece tek bir saat döngüsünde veya daha az sürede çalıştırabilecek komutlar işleme konabilir. RISC işlemcilerin en büyük avantajları komutları çok çabuk işleyebilmeleridir çünkü bu mimaride komutlar çok basittir. Bu sayede RISC işlemcileri tasarlayıp üretmek daha ucuzdur, çünkü bu basit komutlar için daha az transistör ve daha basit devreler gerekir.

En Basit Haliyle Bir İşlemci
L1 Cache:İşlemci için önbellek. Önemli kodlar ve veriler bellekten buraya kopyalanır ve işlemci bunlara daha hızlı ulaşabilir. Kodlar için olan Code ve veriler için olan Data cache olmak üzere ikiye ayrılır. Güncel işlemcilerde L2 (Level 2, 2. seviye) önbellek de bulunur. Önceleri L2 önbellek anakartta bulunurdu. Daha sonra slot işlemciler ortaya çıktı ve işlemci çekirdeğinin de üzerinde bulunduğu kartuj şeklindeki paketlerde önbellek çekirdeğin dışında ama işlemciyle aynı yapıda kullanılmaya başlandı. Bu kısa geçiş döneminden sonraysa önbellek işlemci çekirdeklerine entegre edildi.

CISC ve RISC Tabanlı İşlemcilerin Karşılaştırılması Lightbulb CISC ve RISC Tabanlı İşlemcilerin Karşılaştırılması CISC ve RISC tabanlı işlemcilerin karşılaştırılmasında iki önemli faktör farklılıklarını ortaya çıkarmada yeterlidir. Hız: Genelde RISC çipleri kanal tekniği kullanarak eşit uzunlukta segmentlere bölünmüş komutları çalıştırmaktadır. Kanal tekniği komutları kademeli olarak işler ki bu RISC’ in bilgi işlemini CISC’ den daha hızlı yapmasını sağlar RISC işlemcisinde tüm komutlar 1 birim uzunlukta olup kanal tekniği ile işlenmektedir. Bu teknikte bazıları hariç komutlar, her bir basamağında aynı işlemin uygulandığı birimlerden geçerler. Kanal teknolojisini açıklamak için herhangi bir komutun işlenmesindeki adımlar ele alınırsa: Komut kodu ve işlenecek veriler dahil bütün bilgilerin MIB’ deki kaydedicilerde olduğu düşünülürse, birinci adımda yapılacak işin kaydedicide bulunan komut kodu çözülür, ikinci adımda üzerinde çalışılacak veri (işlenen) kaydediciden alınıp getirilir, üçüncü adımda veri, komuta göre Aritmetik ve Mantık Biriminde işleme tabii tutulur ve dördüncü adımda da sonuç kaydediciye yazılacaktır. Böylece bir komutun işlemesi için her bir basamak bir saat çevrimi gerektirirse, dört çevrimle (adımda) gerçekleşmiş olmakta ve bir adım bitmeden diğeri başlayamamaktadır. Kanal tekniği ile çalışan işlemcilerde birinci adımda komut kodu çözülür, ikinci adımda birinci komutun üzerinde çalışacağı veri (işlenen) kaydediciden alınırken, sıradaki ikinci işlenecek olan komutun kodu çözülür. Üçüncü adımda ilk komutun görevi ALU’da yerine getirilirken, ikinci komutun işleyeceği işlenen alınıp getirilir. Bu anda sıradaki üçüncü komutun kodu çözülür ve işlem böylece devam eder.Kanal (Pipeline) tekniğinde çevrim zamanın düşmesi için komut kodlarının hızlı çözülmesi gereklidir. RISC mimarisinde tüm komutlar 1 birim uzunlukta oldukları için komut kodunu çözme işlemi kolaylaşır. Sistemde kullanılan kaydedicilerin simetrik bir yapıda olması, derleme işlemini kolaylaştırmaktadır. RISC işlemcilerde belleğe yalnız yükle ve depola komutlarıyla ulaşılır.Bazı eski CISC mimarisinde de olmasına rağmen RISC mimarisinin sabit uzunluktaki basit komutlarla çalışması pipeline sistemini daha iyi kullanmasına sebep olmaktadır. Bu yüzden hesaplama oranlarının birinci öncelik arz ettiği yerlerde iş-istasyonları ve dağıtıcılarda çok tercih edilmektedir.Transıstör sayısı: CISC mimarisinde kullanılan transistor sayısı RISC’e nazaran daha fazladır. Transistör sayısının bir yerde çok olması fazla yerleşim alanı ve ayrıca fazla ısı demektir. Bundan dolayı da fazla ısı üretimi soğutma olayını gündeme getirmektedir. CISC tabanlı Pentium işlemcilerde karışık ısı dağıtıcısı veya soğutma fanlar kullanılmaktadır.RISC mimarisindeki önemli üstünlüklere karşı bazı mahzurları ortaya çıkmaktadır. RISC mimarisi, CISC’in güçlü komutlarından yoksundur ve aynı işlemi yapmak için daha fazla komut işlenmesini gerektirir. Bundan dolayı da RISC’in bant genişliği artar. Bu sistemde güçlü komutların yokluğu ikinci bir yardımcı işlemciyle ya da işlemci içinde oluşturulacak ayrı bir pipeline bölümüyle giderilebilir. Komut ön-belleğinin kullanılması yüksek komut alıp getirme işlemini azaltmaktadır. RISC mimarisi diğerine nazaran daha kompleks yazılımlara ihtiyaç duyar.Tablo 4: PowerPC ve Pentium mikroişlemcilerinin karşılaştırılmasıGünümüzde her iki mimarinin üstün özellikleri birleştirilerek bir çok yeni sistemler üretilmekte ve üretilecektir. IBM RISC/6000 ile Intel 860 ve 960 mimarileri bir makina çevrimin de birden fazla komut işleyerek son derece hızlı bir performans yakalamışlardır.

RISC İLE CISC MİMARİLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

1-)Risc, load ve store komutu var Cisc de bunlara ilaveten komutlar var.
2-)Risc, komutlar sabit 32 bitliktir.Cisc’de komutların boyutu sabit değildir.
3-)Risc, kodlar basittir.Cisc’de karmaşıktır.
4-) Risc, program derlenince daha fazla makine kodu olacağından Cisc’ e göre daha fazla alan kapsar.
5-)Cisc, belleğin şu gözü ile bu gözünü topla şuraya yaz vardır.Risc’de yoktur.
6-)Risc, CPU’daki komut işleme daha hızlı oalcağından bu hızda çalışan CPU’ya hızlı RAM ve büyük önbelleklere ihtiyaç vardır.
--
Turhal Temizer

Hiç yorum yok: