Neden RISC?

Neden RISC?

Bilgisayar tasarımında önemli noktalardan birisi işlemcinin komut kümesinin belirlenmesidir. Belirli bir bilgisayar için seçilen komut kümesi bu bilgisayarın makine diliyle yazılımlanmasını belirler. Eski bilgisayarlarda küçük ve basit komut kümeleri mevcuttur. Bunun nedeni komutları yürütecek donanımın küçük tutulmasıydı. Sayısal donanım ucuzlamaya başlayıp, tüm devreler daha ileri bir seviyeye ulaşınca bilgisayar komutları da hem sayı hem de karmaşıklık olarak arttı. Bazı bilgisayarlar 100 hatta 200’ün üzerinde komut kümesine sahip oldular. Bu bilgisayarlar çok farklı veri tiplerini kullanabiliyorlar ve çok sayıda adresleme kipi bulunuyordu. Bilgisayar donanımlarının karışık olma eğilimi birçok etkenin sebep olduğu bir olaydır. Örneğin mevcut kiplerin güncellenmesi, yüksek seviyeli dilden makine diline geçişin sağlanması ve yazılım temelli işlevlerin donanım temelli olmasının sağlanması bu nedenlerden bazılarıdır. Çok sayıda komutları bulunan bir bilgisayar CISC olarak adlandırılır.

Yüksek düzeyli dillerde yazılmış olan yazılımların CISC makinelerde derlenmesi ile elde edilen kodlar incelendiğinde:

Çok sayıda atama (A=B) yapıldığı
Erişilen verilerin çoğunlukla yerel ve skaler (dizi ve matris olmayan) veriler olduğu
Makine dili yazılımlarda en büyük yükü altyazılım çağrılarının oluşturduğu
Altyazılımların büyük çoğunluğunun (%98) 6 veya daha az parametre aldığı
Altyazılımların büyük çoğunluğunun (%92) 6 veya daha az yerel değişken

kullandığı

Altyazılım çağırma derinliğinin büyük çoğunlukla (%99) 8’den daha az olduğu

belirlenmiştir. Yüksek düzeyli yazılımlama dillerinin oluşturduğu bu veriler dikkate alınarak merkezi işlem birimlerinin verimlerini artırmak amacıyla daha az bellek erişimi yapan ve:

Daha az sayıda komut
Daha az sayıda adresleme kipi
Sabit uzunlukta komut yapısı (komut çözme işi kolaydır)
Doğrudan bellek üzerinde işlem yapan komutlara sahip olmayıp, işlemlerin iç

saklayıcılarda yapılması

Belleğe sadece okuma/yazma işlemleri için erişme
Tek çevrimde alınıp yürütülebilen komutlar (komut işhattı sayesinde)
Devrelendirilmiş (hardwired) donanım birimi

özelliklerine sahip olan RISC işlemciler tasarlanmıştır. Bazıları tüm RISC makinelerde bulunmayan bazıları ise CISC makinelerde de rastlanılabilen RISC işlemciler için özellikle önemli özellikler ise:

Çok sayıda saklayıcı (register file)
Kesişimli saklayıKalın metincı penceresi (overlapped register window)
Komutlar için optimize edilebilen işhattı(pipeline)
Derleyici desteği

olarak sayılabilir.