RISC e CISC

CISC e RISC são paradigmas de projeto de CPU e, por extensão, de todo o computador.

CISC: Complex Instruction-Set Computer

- FOCO NO SOFTWARE.
- É o paradigma inicial.
- Objetivo de facilitar a tarefa do desenvolvedor de compiladores ao oferecer suporte para linguagens de alto nível cada vez mais complexas.
- Uma vantagem, os programas tendem a ocupar menos espaço em memória.
- Com a evolução das linguagens de alto nível, os processadores foram incorporando cada vez mais recursos e tornando-se cada vez mais complexos:
  - - Muitos modos de endereçamento;
    - Muitos formatos de instrução e instruções com mais endereços;
    - Em geral usa mais a memória para armazenamento de dados;
    - Uso de microprogramação (microcódigos).
- Uso de microcódigos na implementação da unidade de controle para melhor aproveitamento da pipeline.

RISC: Reduced Instruction-Set Computer

- FOCO NO HARDWARE.
- Início da década de 1980.
- Objetivo de criar um hardware mais otimizado.
- Iniciativas independentes que acabaram assumindo características comuns.
- Grande número de registradores de propósito geral e/ou uso de um compilador que otimize o uso de registradores.
- Enfoque na otimização do uso da pipeline de instruções.
- Arquitetura Harvard.
- Conjunto de instruções simples, limitado e de formato fixo:
  - - Instruções com tempo de execução fixo (ao menos as que não envolvem desvio);
    - Operações de registador para registrador;
    - Modos de endereçamento simples (via registrador, indireto via registrador);
    - Formatos de instrução simples e de tamanho fixo (normalmente de 1 endereço).

Exemplos de arquiteturas puras (Stallings)

* A tabela original no livro do Stallings aponta um único modo de endereçamento para o SPARC e para o MIPS. Isto se deve a algumas particularidades da implementação das arquiteturas. A quantidade apontada seriam os modos de endereçamento "equivalentes" obtidos.

** Os processadores MIPS foram usados em workstations da Silicon Graphics, mas não encontrei informações precisas sobre esse modelo específico.

RISC e CISC na atualidade

As arquiteturas atuais não são mais arquiteturas puramente RISC ou CISC. O que temos são basicamente arquiteturas RISC e CISC superescalares (veja Despacho Múltiplo), o que implica em dizer que há algum grau de hibridismo entre elas.

CISC
- IBM z/Architecture (Mainframes IBM da linha Z)
- x86 - 64 bits (Intel e AMD)
  - A arquitetura mais usada em computadores pessoais, servidores, computadores de alto desempenho e consoles de vídeo game.
RISC
- ARM - Advanced RISC Machine
  - A arquitetura mais usada em sistemas embarcados e em dispositivos portáteis como smartphones e tablets. A arquitetura evoluiu e equipa uma variedade de gadgets, eletrônicos de consumo, servidores e, finalmente, os mais poderosos supercomputadores.
- IBM POWER / OpenPOWER (servidores e supercomputadores)
- RISC-V
  - Uma arquitetura open hardware que tem ganhado mercado rapidamente
- SPARC (Oracle, após aquisição da Sun)
  - Uma arquitetura que está caindo em desuso.

Uma curiosidade final, com tantas adições à ISA IA-32 / Intel 64 (x86), em 2006, os microprocessadores Intel Core 2 Duo e Xeon já contavam com 554 instruções de máquina. E o número continua aumentando! Já vieram SSE4, AES, AVX, etc.

Referências:

STALLINGS, William. Arquitetura e Organização de Computadores. 8ª edição. Pearson Education. São Paulo, 2010.

PATTERSON, David A.; HENNESSY, John L. Organização e Projeto de Computadores – A Interface Hardware/Software - 4ª edição. Editora Elsevier. Rio de Janeiro, 2014.

HENNESSY, John L.;PATTERSON, David A. Computer Architecture - A Quantitative Approach, 5th Edition. Morgan Kaufmann. 2011.

RAMANATHAN, R.M. at al. Extending the Worlds Most Popular Processor Architecture: New innovations that improve the performance and energy efficiency of Intel® architecture. 2006.

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