Le basi: cos’e’ un’ architettura

“L’ architettura di una CPU determina cosa è in grado di fare, mentre la microarchitettura come lo fa”

Detto questo, l’architettura di una CPU (Central Processing Unit) è il design interno di un processore che determina come elaborare le istruzioni.

L’architettura di una CPU può essere di due tipi: RISC (Reduced Instruction Set Computer) o CISC (Complex Instruction Set Computer).

Architettura RISC

L’architettura RISC è progettata per eseguire un numero minore di tipi di istruzioni del computer. Quindi, può operare ad una velocità maggiore. I set di istruzioni RISC contengono meno di 100 istruzioni e usano un formato di istruzioni fisso. Questo metodo usa alcune semplici modalità di indirizzamento che utilizzano un’istruzione basata su registro. In questo meccanismo di sviluppo del compilatore, LOAD/STORE è l’unica istruzione individuale per accedere alla memoria.

Le principali caratteristiche dell’architettura RISC sono:

• Il set di istruzioni è ridotto e la maggior parte di queste istruzioni sono molto primitive.
• Il tempo di esecuzione del computer RISC è molto meno rispetto a quello di un computer CISC.
• La decodifica delle istruzioni è semplice.
• RISC non richiede una memoria esterna per i calcoli.
• RISC ha più set di registri.

Architettura CISC

L’architettura CISC è stata sviluppata per rendere lo sviluppo del compilatore più facile e semplice. Sono chip facili da programmare che fanno un uso efficiente della memoria. CISC elimina la necessità di generare istruzioni macchina al processore. Per esempio, invece di dover fare un compilatore, scrivere lunghe istruzioni macchina per calcolare una distanza radice quadrata, un processore CISC offre una capacità incorporata per fare questo. Molte delle prime macchine da calcolo erano programmate in linguaggio assembly. La memoria del computer era lenta e costosa. Il CISC era comunemente implementato in questi grandi computer, come il PDP-11 e il sistema DEC.

Le principali caratteristiche dell’architettura CISC sono:

• Il set di istruzioni è molto grande e può essere usato per operazioni complesse.
• Il tempo di esecuzione del computer CISC è molto alto.
• La decodifica delle istruzioni è complessa.
• CISC richiede una memoria esterna per i calcoli.
• CISC ha un solo set di registri.

Differenze tra RISC e CISC

Le principali differenze tra le architetture RISC e CISC sono:

• In CISC, il set di istruzioni è molto grande e può essere usato per operazioni complesse, mentre in RISC il set di istruzioni è ridotto e la maggior parte di queste istruzioni sono molto primitive.
• Il tempo di esecuzione di una istruzione CISC è molto alto (2-10 cicli di clock) mentre il tempo di esecuzione di una istruzione RISC è molto meno (1 ciclo di clock).
• In CISC, la decodifica delle istruzioni è complessa mentre, in RISC, la decodifica delle istruzioni è semplice.
• CISC richiede una memoria esterna per i calcoli, mentre RISC non richiede una memoria esterna per i calcoli.
• CISC ha un solo set di registri mentre RISC ha più set di registri.

Conclusione

In sintesi, l’architettura di una CPU è il design interno di un processore che determina come elaborare le istruzioni. L’architettura di una CPU può essere di due tipi: RISC o CISC. L’architettura RISC è progettata per eseguire un numero minore di tipi di istruzioni del computer, mentre l’architettura CISC è stata sviluppata per rendere lo sviluppo del compilatore più facile e semplice. Le principali differenze tra le architetture RISC e CISC sono il set di istruzioni, il tempo di esecuzione del computer, la decodifica delle istruzioni, la memoria esterna per i calcoli e il numero di set di registri.