Cisc y Risc

ARQUITECTURA CISC Y RISC

Arquitectura CISC
Definición
CISC es un modelo de arquitectura de computadores, donde los microprocesadores tienen un conjunto de instrucciones que se caracteriza por ser muy amplio y permitir operaciones complejas entre operandos situados en la memoria o en los registros internos. Los CISC pertenecen a la primera corriente de construcción de procesadores, ejemplos deellos son: Motorola 68000, Zilog Z80 y toda la familia Intel x86 usada en la mayoría de las computadoras personales actuales.
Los ordenadores etiquetados como CISC gozan de los privilegios y defectos del microcódigo. La CPU es considerablemente más rápida que la memoria principal. Según esta filosofía, convenía manejar un amplio abanico de instrucciones complejas cuyo significado equivalga al devarias instrucciones simples, disminuyendo así los accesos a memoria. A esto se le añade la tendencia de aumentar el grado de complejidad de las instrucciones para acercarlas a los lenguajes de alto nivel (como Pascal, C, o Basic) ya que es mucho más fácil y barato programarlos frente a ensamblador.
Este tipo de arquitectura dificulta el paralelismo entre instrucciones, por lo que, en la actualidad,la mayoría de los sistemas CISC de alto rendimiento implementan un sistema que convierte dichas instrucciones complejas en varias instrucciones simples del tipo RISC, llamadas generalmente microinstrucciones, es decir que cada instrucción de máquina es interpretada por un microprograma localizado en una memoria en el circuito integrado del procesador, tal y como puede observarse en la Figura Nº1.

Figura Nº 1. Organización combinada CISC-RISC
Como veremos más adelante, la filosofía de RISC se basa en utilizar la combinación de pequeñas instrucciones ejecutadas en su mayoría a un ciclo de reloj, obteniéndose una diferencia en tiempos de ejecución, tal y como se diagrama en la Figura Nº 2.

Figura Nº2. Ejecución de las instrucciones de una computadora CISC en comparación con las de unacomputadora RISC.
En lo que se refiere a los modos de direccionamiento, las arquitecturas RISC y CISC son ejemplos de CPU con un conjunto de instrucciones para arquitecturas basadas en registros.
Características
Gran cantidad de instrucciones complejas
Gran cantidad de modos de direccionamiento
Soporta gran cantidad de tipos de datos
Implementación de instrucciones de alto nivel lo másdirectamente posible
Reducción del tiempo de ejecución de instrucciones complejas por medio de implementación directa en hardware
Compatibilidad con miembros anteriores de la familia
Microarquitectura más compleja
Instrucciones de longitud variable
Proceso de instrucciones
Un procesador de CISC tiene que procesar instrucciones más largas de longitud desigual. Es más difícil procesar múltiplesinstrucciones de CISC a la vez. Esto significa que conviene manejar un amplio abanico de instrucciones complejas cuyo significado equivalga al de varias instrucciones simples, disminuyendo así los accesos a memoria. A esto se le añade la tendencia de aumentar el grado de complejidad de las instrucciones para acercarlas a los lenguajes de alto nivel; por lo que se poseían sobredimensionadas memorias decontrol cuyo contenido era muy poco utilizado. Se estaba penalizando la velocidad de respuesta en aras de tener información poco útil.
Ventajas y desventajas
Ventajas
Reduce la dificultad de crear compiladores.
Permite reducir el costo total del sistema.
Reduce los costos de creación de software.
Mejora la compactación de código.
Facilita la depuración de errores.
Alta compatibilidad consoftwares anteriores.
Desventajas
Poco uso de las instrucciones y direccionamientos complejos.
Poco aprovechamiento de parte de los compiladores: no es fácil encontrar la mejor instrucción para ejecutar una tarea.
Baja densidad de código.
Accesos a memoria disminuyen velocidad de ejecución.

Arquitectura RISC
En la arquitectura computacional, RISC (reduced instruction set computer) es un tipo de...