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 az IBM egyik korábbi kutatási projektje, a 801-es tervezet nyomán új koncepció jelent meg a processzortervezők kollektív tudatában, 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 (betöltés) és store (tárolás) műveletek segítségével, melyek a memória és a regiszterek között mozgatják az adatokat; nincs memóriából memóriába történő közvetlen adatátvitel;
  • nincs olyan utasítás, ami a memóriaelérést (load/store) az aritmetikával kombinálja
  • 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)
  • egyetlen RISC processzor sem használ indirekt címzést
• 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 PRISM – az Alpha elődje, 1988-ban megszűnt
• DEC Alpha – 2004 után megszűnt
• AMD Am29000 – 1995 végén fejlesztését beszüntették
• ARC – Argonaut RISC Core (1996-tól), 2010-től a Synopsys által forgalmazott IP magok
• 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
• SuperH
• SPARC / UltraSPARC
• OpenRISC
• PIC – Harvard architektúrájú mikrovezérlő család
• RISC-V – 32, 64, 128 bites architektúra, 2010 óta

Források

HUPwiki

További információk

• David A. Patterson, David R. Ditzel (október 1980). "The Case for the Reduced Instruction Set Computer" (pdf). ACM SIGARCH Computer Architecture News, vol. 8, no. 6, pp. 25-33, (angol nyelven). ACM. 25–33. o. Hozzáférés: 2012. {{cite web}}: Check date values in: |accessdate= (súgó)CS1 karbantartás: extra központozás (link)
• David A. Patterson, Carlo H. Sequin (1981). "RISC I: A Reduced Instruction Set VLSI Computer" (PDF). ISCA '81; Proceedings of the 8th annual symposium on Computer Architecture (angol nyelven). IEEE Computer Society Press. 443–457. o. 2013-04-15 dátummal az eredeti (pdf) címről archiválva. Hozzáférés: 2012. {{cite web}}: Check date values in: |accessdate= (súgó)

Kapcsolódó szócikkek

• CISC