3. RISC (Reduced Instruction Set Computer)

Lebih Jauh Tentang RISC

RISC singkatan dari Reduced Instruction Set Computer. Merupakan bagian dari arsitektur mikroprosessor, berbentuk kecil dan berfungsi untuk negeset istruksi dalam komunikasi diantara arsitektur yang lainnya.

Sejarah RISC

Proyek RISC pertama dibuat oleh IBM, stanford dan UC –Berkeley pada akhir tahun 70 dan awal tahun 80an. IBM 801, Stanford MIPS, dan Barkeley RISC 1 dan 2 dibuat dengan konsep yang sama sehingga dikenal sebagai RISC.



RISC mempunyai karakteristik :

One cycle execution time :

satu putaran eksekusi. Prosessor RISC mempunyai CPI (clock per instruction) atau waktu per instruksi untuk setiap putaran. Hal ini dimaksud untuk mengoptimalkan setiap instruksi pada CPU.

Pipelining:

adalah sebuah teknik yang memungkinkan dapat melakukan eksekusi secara simultan.Sehingga proses instruksi lebih efiisien


Large number of registers:

Jumlah register yang sangat banyak. RISC di Desain dimaksudkan untuk dapat menampung jumlah register yang sangat banyak untuk mengantisipasi agar tidak terjadi interaksi yang berlebih dengan memory.




Ciri-ciri:

• Instruksi berukuran tunggal
• Ukuran yang umum adalah 4 byte
• Jumlah pengalamatan data sedikit,
• Tidak terdapat pengalamatan tak langsung
• Tidak terdapat operasi yang menggabungkan operasi load/store dengan operasi aritmatika
• Tidak terdapat lebih dari satu operand beralamat memori per instruksi
• Tidak mendukung perataan sembarang bagi data untuk operasi load/ store.
• Jumlah maksimum pemakaian memori manajemen bagi suatu alamat data adalah sebuah instruksi.

PERBANDINGAN CISC DAN RISC

Tujuan utama dari arsitektur CISC adalah untuk menyelesaikan tugas beberapa baris perakitan dalam sebuah arsitektur. Hal ini dicapai dengan membangun prosesor hardware yang mampu memahami dan menjalankan beberapa rangkaian operasi. Kita bisa mengukur perbedaan antara RISC dan CISC menggunakan dasar persamaan kinerja komputer sebagai berikut:

Kinerja komputer, yang diukur oleh lama eksekusi program, berbanding lurus Untuk waku siklus, jumlah siklus clock per instruksi, dan jumlah instruksi dalam program ini. Memperpendek siklus clock, bila mungkin, menghasilkan peningkatan kinerja RISC serta CISC. Jika tidak, mesin CISC meningkatkan kinerja dengan mengurangi jumlah nomor instruksi program. Komputer RISC meminimalkan jumlah siklus per instruksi. Namun kedua arsitektur dapat menghasilkan hasil yang identik dalam jumlah waktu yang sama. Pada level gate, kedua sistem melakukan kuantitas setara dengan pekerjaan.


Mesin CISC mengandalkan microcode untuk mengatasi kompleksitas instruksi. Microcode memberitahu prosesor bagaimana melaksanakan setiap instruksi. Untuk alasan kinerja, microcode bersifat kompak, efisien, dan tentu saja harus benar. 

Bagaimanapun instruksi microcode dibatasi oleh instruksi panjang variabel, yang memperlambat proses decoding, dan berbagai jumlah siklus clock per instruksi yang membuatnya sulit untuk melaksanakan instruksi pipeline. Proses translasi tambahan akan membutuhkan waktu. Semakin kompleks set instruksi, semakin banyak waktu yang dibutuhkan untuk mencari instruksi dan melibatkan perangkat keras yang cocok untuk pelaksanaannya.


Arsitektur RISC mengambil pendekatan yang berbeda. Kebanyakan instruksi RISC mengeksekusi dalam satu siklus clock. Untuk mencapai kecepatan ini, kontrol microprogrammed digantikan oleh kontrol terprogram, yang lebih cepat di mengeksekusi instruksi. Ini membuatnya lebih mudah untuk melakukan instruksi pipelining, tetapi lebih sulit untuk berurusan dengan kompleksitas pada tingkat hardware. Dalam sistem RISC, kompleksitas dihapus dari set instruksi didorong naik tingkat ke domain dari compiler.

CISC	RISC
Kompleks pada microcode	Kompleks pada compiler
Penekanan pada perangkat keras	Penekanan pada perangkat lunak
Termasuk instruksi kompleks multi-clock	Single-clock, hanya sejumlah kecil instruksi
Memori-ke-memori: “LOAD” dan “STORE” saling bekerjasama	Register ke register: “LOAD” dan “STORE” adalah instruksi2 terpisah
Ukuran kode kecil, kecepatan rendah	Ukuran kode besar, kecepatan (relatif) tinggi
Transistor digunakan untuk menyimpan instruksi2 kompleks	Transistor banyak dipakai untuk register memo
Mode pengalamatan Banyak	Mode pengalamatan sedikit
Panjang Instruksi yang variatif	Panjang instruksi yang tetap

Pendekatan CISC bertujuan untuk meminimalkan jumlah instruksi per program, dengan cara mengorbankan kecepatan eksekusi sekian siklus/detik. Sedangkan RISC bertolak belakang, tujuannya mengurangi jumlah siklus/detik setiap instruksi dibayar dengan bertambahnya jumlah instruksi per program.

Perbedaan RISC dengan CISC dilihat dari segi instruksinya

RISC ( Reduced Instruction Set Computer )

• Menekankan pada perangkat lunak, dengan sedikit transistor
• Instruksi sederhana bahkan single
• Load / Store atau memory ke memory bekerja terpisah
• Ukuran kode besar dan kecapatan lebih tinggi
• Transistor didalamnya lebih untuk meregister memori

                

CISC ( Complex Instruction Set Computer )

• Lebih menekankan pada perangkat keras, sesuai dengan takdirnya untuk pragramer.
• Memiliki instruksi komplek. Load / Store atau Memori ke Memori bekerjasama
• Memiliki ukuran kode yang kecil dan kecepatan yang rendah.
• Transistor di dalamnya digunakan untuk menyimpan instruksi – instruksi bersifat komplek.

Contoh-contoh RISC dan CISC:

RISC :

1.      Komputer vektor

2.     Mikroprosesor Intel 960

3.     Itanium (IA64) dari Intel Corporation

4.     Power PC dari International Business Machine, dll.

CISC :

1.      Prosesor system/360

2.     Prosesor VAX

3.     Prosesor PDP-11

4.     CPU AMD

5.     Intel x86, dll.