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Arquitetura de Computadores – CISC X RISC – O que é, aplicação e diferenças

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A arquitetura de computadores define a estrutura e os componentes responsáveis por executar as instruções de um sistema de computação. Dentre as principais arquiteturas de processadores, destacam-se o CISC (Complex Instruction Set Computing) e o RISC (Reduced Instruction Set Computing), assim sendo, ambas têm influências diretas no desempenho e na eficiência dos processadores, sendo projetadas com objetivos diferentes em mente.

O que é CISC?

CISC (Complex Instruction Set Computing) é uma arquitetura de processador que se caracteriza por ter um conjunto grande e complexo de instruções, assim, cada instrução pode executar múltiplas operações, como carregar dados, realizar cálculos e armazenar resultados em uma única ação.

  • Exemplo: Processadores x86, encontrados em PCs.

A principal vantagem do CISC é a redução no número de instruções necessárias para realizar tarefas complexas, pois isso pode resultar em menor uso de memória, já que menos instruções são necessárias para realizar tarefas.

O que é RISC?

RISC (Reduced Instruction Set Computing) é uma arquitetura de processador com um conjunto de instruções simplificado, assim, as instruções são simples, realizam uma única operação e precisam ser executadas mais vezes para realizar operações complexas, dessa forma, o design RISC favorece a rapidez de execução por meio da otimização de instruções simples.

  • Exemplo: Processadores ARM, muito usados em dispositivos móveis.

A principal vantagem do RISC é que, devido ao seu conjunto de instruções mais simples, as operações podem ser executadas mais rapidamente, melhorando a eficiência de processamento.

Diferenças entre CISC X RISC, RISC e CISC, RISC X CISC

Conjunto de Instruções:

  • CISC: grande e complexo, com instruções que podem realizar várias operações.
  • RISC: menor e mais simples, com instruções que realizam uma única operação.

Ciclo de Execução:

  • CISC: instruções podem levar múltiplos ciclos de clock devido à sua complexidade.
  • RISC: instruções são projetadas para serem executadas em um único ciclo de clock.

Uso de Memória:

  • CISC: melhor aproveitamento de memória devido à complexidade das instruções, que podem reduzir a quantidade de código.
  • RISC: requer mais memória, pois as operações são mais simples e precisam de mais instruções.

Desempenho:

  • CISC: a complexidade do conjunto de instruções e o maior número de ciclos necessários tornam processadores modernos mais lentos.
  • RISC: a simplicidade das instruções e a eficiência no uso de ciclos de clock tornam processadores modernos mais rápidos.

Exemplos de Processadores:

  • CISC: Intel (x86), AMD.
  • RISC: ARM, MIPS.

Aplicações

CISC: computadores pessoais, servidores e sistemas que exigem alta compatibilidade com software legado frequentemente utilizam a arquitetura CISC. O processador x86, por exemplo, é uma das arquiteturas CISC mais populares e tem sido a escolha predominante em PCs por décadas.

RISC: dispositivos móveis, sistemas embarcados e dispositivos de baixo consumo de energia costumam adotar a arquitetura RISC. Assim sendo, os processadores ARM são comuns em smartphones, tablets e outros dispositivos portáteis devido à sua eficiência energética.

Conclusão

A escolha entre CISC e RISC depende das necessidades do sistema em questão. CISC oferece uma solução mais densa e compatível com sistemas legados, enquanto RISC se destaca em ambientes que exigem velocidade e eficiência energética. Ambas as arquiteturas têm suas vantagens e limitações, e continuam a evoluir em conjunto com as necessidades da tecnologia moderna.