 | See artikkel räägib mikroprotsessorist; RISC nimetuse all on tuntud kaRNA-indutseeritud geenivaigistamiskompleks. |
 | See artikkelootabkeeletoimetamist. Kui oskad, siis palun aitaartiklit keeleliselt parandada.(Kuidas ja millal see märkus eemaldada?) |
 | See artikkel vajab ajakohastamist.(Juuli 2021) Palun aita selle artikli sisu ajakohastada.(Kuidas ja millal see märkus eemaldada?) |
Kärbitud käsustikuga arvuti (inglreduced instruction set computer,RISC) onmikroprotsessor, mis on välja töötatud nii, et see saavutab suurema töökiiruse läbi täidetavate käskude arvu minimeerimise. Käskude täitmise kiirust mõõdetakse selle järgi, et mitu miljonit operatsiooni sekundis suudab arvuti sooritada (MIPS –millions of instructions per second). Seda põhjusel, et iga lisanduv käsutüüp nõuab rohkemtransistoreid ning suuremat ja keerulisemat protsessorit. Suurem hulk käsutüüpe ja käske tähendab paratamatult suuremat, keerukamat, aeglasemat ja ka kallimat mikroprotsessorit.
Sõna "kärbitud" (reduced) ei viita siin tarbetute käskude kustutamisele, vaid ühe käsu täitmise kiirendamisele. Kõige tavalisemalt teostatakse see ühe suure ja mahuka operatsiooni jagamisega mitmeks osaks (RISC protsessori puhul neljaks) ja iga taktiga täidetakse üks operatsioon. See erinebCISC-protsessorist, kus mahukas operatsioon sooritatakse tervikuna korraga.
RISC-i põhiprintsiip sai alguse 1974. aastal, kui John Cocke IBM-iYorktownis asuvast teadusasutusest tõestas, et 20% käskudest sooritasid 80% arvuti tööst. Esimene RISC arvuti loodi juba kümme aastat enne termini välja mõtlemist.CDC 6600 superarvuti, mis põhines 'lae/salvesta arhitektuuril', mida on ka alternatiivina pakutud RISC arhitektuuri nime asemel. 1975. aastal alustasIBM tööd esimese RISC protsessori väljaarendamiseks, mille tulemusel loodiIBM 801 protsessorite seeria.
Arvutite kiiremaks muutumisele aitas RISC-tehnoloogia kaasa sellega, et protsessori käskudele tehtikvantitatiivne analüüs ning harva vajaminevad käsud eemaldati protsessori käsustikust jaemuleeriti tarkvaraliselt. Selle eelised on:
RISC-arhitektuuri algusaastatel tehti ka ainult RISC-käsustikul põhinevaid süsteeme, näiteks:DEC Alpha,AMD 29k,ARC,ARM,Atmel AVR,Blackfin,MIPS,PA-RISC,Power (s.hPowerPC),SuperH, jaSPARC.
Käskude kodeerimise viisi järgi saab protsessoreid liigitada järgmiselt:
| RISC | CISC |
|---|---|
| Lihtsam käsustik | Palju keerukaid käske |
| Vähem käske | Erineva pikkusega käsud |
| Kindla pikkusega käsud | Keeruline mikrokood |
| Keeruline kompileerija | Paljud käsud pääsevad ligi mälule |
| Ainult 'Laadi/salvesta' käsud pääsevad ligi mälule | Palju adresseerimisviise |
| Vähe adresseerimisviise |
CISC tüüpi protsessorid on sama kiired kui RISC tüüpi protsessorid. Kui arvestada energiakulu (MIPS/W), on RISC tüübi protsessori jõudlus ühevati kohta suurem kui CISC tüüpi protsessoril. Arvutite algusajal ei olnud olemas veelkompilaatoreid, kõik programmid tuli kirjutada otse masinkoodi võiassembleri abil ja seetõttu oli lihtsam kirjutada programme CISC tüüpi protsessorile, sest protsessorile ei pidanud andmamikrokäsklusi, samas käskude arv CISC-protsessoris oli suurem.
Vaatamata RISC-platvormi eelistele on domineerima jäänudIntelix86 arhitektuur.
Selle peamised põhjused on järgmised:
RISC-arvutite ülimaks sihiks oli üks käsk iga tsükli kohta (Clock Cycles per Instruction). Reaalsuses seda veel saavutatud pole, heaks saavutuseks peetakse juba 1,3 tsüklit, tavaline on aga 1,4...1,5 tsüklit ühe käsu jaoks. Soovitud tulemuse (CPI = 1) saaks saavutada juhul, kui kasutataks lõpmatu suuri vahemälusid japipeline'ides ei tekiks kunagi konflikte katkestuste ja hargnemiste tõttu.
Iga RISC-süsteemi põhiomaduseks onkonveier – see on viis, kuidas täita järjekorras olevaid käske paralleelselt. Joonisel on näide viieastmelisest konveierist. Iga konveieriaste täidab korraga ühte käsku.
Mida rohkem on astmeid, seda suurem on paralleelsus ja seetõttu peaks suurem olema ka protsessori kiirus. Siiski vaid astmeid lisades hakkaksime kiiruse võitmise asemel hoopis kiiruses kaotama, kuna suurema arvu astmete korral tekib rohkem konflikte, mis omakorda nõuaksid keerulisemat riistvara.
Uuematel protsessoritel nagu kahetuumalisel ARMCortex-A9-l on aga hoopis 8-astmeline konveier, kuid mõned protsessorid on kasutanud ka 12-astmelist konveierit. Kõige levinum on siiski näites toodud 5-astmeline konveier.
Hetkel on enamik maailma protsessoritest RISC-tüüpi, näiteksARM-i edasiarendatud (Advanced RISC Machines), tootis aastal 2005 98% miljardist müüdud mobiilitelefonide protsessoritest. ARM tähistas hiljuti ka 15 miljardi protsessori tootmist läbi aegade. ARM-i kiireim protsessor on praeguCortex A-9, mis on saavutanud kiiruseks 2,5 GHz, oma mobiiltelefonidesse võime neid oodata 2013. aastaks. Hinnanguliselt toodetakse ainuüksi aastal 2011 5 miljardit ARM-i protsessorit. ARM-i tooted on kasutusel järgnevates seadmetes:
Paljud tootjad, sealhulgasHP Lenovo,Qualcomm jne. üritavad võita turuosa ARM protsessoritel põhinevate tahvelarvutite janetbookidega, mis on varustatud kas mõneLinuxi distributsiooni võiAndroidiga.
Oma lihtsuse, odavuse ja kiiruse tõttu on RISC protsessorid enamjaolt kasutatavad lihtsamates seadmetes: mobiiltelefonid, MP3-mängijad, mängukonsoolid jne. RISC-protsessoreid toodavad paljud erinevad tootjad, need on kasutusel niiPlayStationites,ruuterites kui kaApple vanemates arvutites.
Apple on otsustanud kõik oma arvutid üle viia ARM protsessoritele. Põhjus on, et need protsessorid on energiasäästlikumad, kuid põhjuseks on ka turvalisusprobleemid, mis tulenevad ettevaatamatust enneaegsest töötlusest ning mimetest muudest ulatuslikest kiirendamise meetoditest. Mis viitab sellele, et ARM võib olla tulevik kõigile personaalarvutitele, kuid selline muutus toimub väga aeglaselt.
