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 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

Források

HUPwiki

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. (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)

Kapcsolódó szócikkek

• CISC