CISC & RISC

CISC & RISC

10:31 PM

RISC
   1. Pengertian RISC
RISC singkatan dari Reduced Instruction Set Computer yang jika diterjemahkan berarti "Komputasi Kumpulan Instruksi yang Disederhanakan", merupakan sebuah arsitektur komputer atau arsitektur komputasi modern dengan instruksi-instruksi dan jenis eksekusi yang paling sederhana. Arsitektur ini digunakan pada komputer dengan kinerja tinggi, seperti komputer vektor. Selain digunakan dalam komputer vektor, desain ini juga diimplementasikan pada prosesor komputer lain, seperti pada beberapa mikroprosesor Intel 960, Itanium (IA64) dari Intel Corporation, Alpha AXP dari DEC, R4x00 dari MIPS Corporation, PowerPC & Arsitektur POWER dari International Business Machine. Selain itu, RISC juga umum dipakai pada Advanced RISC Machine (ARM) & StrongARM (termasuk di antaranya adalah Intel XScale), SPARC & UltraSPARC dari Sun Microsystems, serta PA-RISC dari Hewlett-Packard.


1.1 Sejarah RISC
Proyek RISC pertama kali digagas oleh John Cocke, peneliti IBM di Yorktown, New York pada tahun 1974 saat ia membuktikan bahwa sekitar 20% instruksi pada sebuah prosesor ternyata menangani sekitar 80% dari keseluruhan kerjanya.Komputer pertama yang menggunakan konsep RISC ini adalah IBM PC/XT pada era 1980-an. Istilah RISC sendiri pertama kali dipopulerkan oleh David Patterson, pengajar pada University of California di Berkely.
1.2 Karakteristik
Arsitektur RISC memiliki beberapa karakteristik diantaranya :

  1. Siklus mesin ditentukan oleh waktu yang digunakan untuk mengambil dua buah operand dari register, melakukan operasi ALU, dan menyimpan hasil operasinya kedalam register, dengan demikian instruksi mesin RISC tidak boleh lebih kompleks dan harus dapat mengeksekusi secepat mikroinstruksi pada mesin-mesin CISC. Dengan menggunakan instruksi sederhana atau instruksi satu siklus hanya dibutuhkan satu mikrokode atau tidak sama sekali, instruksi mesin dapat dihardwired. Instruksi seperti itu akan dieksekusi lebih cepat dibanding yang sejenis pada yang lain karena tidak perlu mengakses penyimapanan kontrol mikroprogram saat eksekusi instruksi berlangsung.
  2. Operasi berbentuk dari register-ke register yang hanya terdiri dari operasi load & store yang mengakses memori . Fitur rancangan ini menyederhanakan set instruksi sehingga menyederhanakan pula unit control. Keuntungan lainnya memungkinkan optimasi pemakaian register sehingga operand yang sering diakses akan tetap ada di penyimpan berkecepatan tinggi. Penekanan pada operasi register ke register merupakan hal yang unik bagi perancangan RISC.
  3. Penggunaan mode pengalamatan sederhana, hampir sama dengan instruksi menggunakan pengalamatan register,. Beberapa mode tambahan seperti pergeseran dan pe-relatif dapat dimasukkan selain itu banyak mode kompleks dapat disintesis pada perangkat lunak dibanding yang sederhana, selain dapat menyederhanakan sel instruksi dan unit kontrol.
  4. Penggunaan format-format instruksi sederhana, panjang instruksinya tetap dan disesuaikan dengan panjang word. Fitur ini memiliki beberapa kelebihan karena dengan menggunakan field yang tetap pendekodean opcode dan  pengaksesan operand register dapat dilakukan secara bersama-sama.
  5. 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.
  6. Pipelining : adalah sebuah teknik yang memungkinkan dapat melakukan eksekusi secara simultan. Sehingga proses instruksi lebih efiisien.
  7. 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.
1.3 Ciri-ciri
    1. Instruksi berukuran tunggal
    2. Ukuran yang umum adalah 4 byte
    3. Jumlah pengalamatan data sedikit, biasanya kurang dari 5 buah.
    4. Tidak terdapat pengalamatan tak langsung yang mengharuskan melakukan sebuah akses memori agar memperoleh alamat operand lainnya dalam memori.
    5. Tidak terdapat operasi yang menggabungkan operasi load/store dengan operasi aritmatika, seperti penambahan ke memori dan penambahan dari memori.
    6. Tidak terdapat lebih dari satu operand beralamat memori per instruksi
    7. Tidak mendukung perataan sembarang bagi data untuk operasi load/ store.
    8. Jumlah maksimum pemakaian memori manajemen bagi suatu alamat data adalah sebuah instruksi .
    9. Jumlah bit bagi integer register spesifier sama dengan 5 atau lebih, artinya sedikitnya 32 buah register integer dapat direferensikan sekaligus secara eksplisit.
    10. Jumlah bit floating point register spesifier sama dengan 4 atau lebih, artinya sedikitnya 16 register floating point dapat direferensikan sekaligus secara eksplisit.
CISC

   2. Pengertian CISC

Complex instruction-set computing atau Complex Instruction-Set Computer (CISC) “Kumpulan instruksi komputasi kompleks”) adalah sebuah arsitektur dari set instruksi dimana setiap instruksi akan menjalankan beberapa operasi tingkat rendah, seperti pengambilan dari memory, operasi aritmetika, dan penyimpanan ke dalam memory, semuanya sekaligus hanya di dalam sebuah instruksi. Karakteristik CISC dapat dikatakan bertolak-belakang dengan RISC.
Tujuan utama dari arsitektur CISC adalah melaksanakan suatu instruksi cukup dengan beberapa baris bahasa mesin yang relatif pendek sehingga implikasinya hanya sedikit saja RAM yang digunakan untuk menyimpan instruksi-instruksi tersebut. Arsitektur CISC menekankan pada perangkat keras karena filosofi dari arsitektur CISC yaitu bagaimana memindahkan kerumitan perangkat lunak ke dalam perangkat keras.
Contoh-contoh prosesor CISC adalah System/360, VAX, PDP-11, varian Motorola 68000 , dan CPU AMD dan Intel x86.

2.1 Karakteristik

    • Sarat informasi memberikan keuntungan di mana ukuran program-program yang dihasilkan akan menjadi relatif lebih kecil, dan penggunaan memory akan semakin berkurang. Karena CISC inilah biaya pembuatan komputer pada saat itu (tahun 1960) menjadi jauh lebih hemat
    • Dimaksudkan untuk meminimumkan jumlah perintah yang diperlukan untuk mengerjakan pekerjaan yang diberikan. (Jumlah perintah sedikit tetapi rumit) Konsep CISC menjadikan mesin mudah untuk diprogram dalam bahasa rakitan
  • 2.2 Ciri-ciri
    1. Jumlah instruksi banyak
    2. Banyak terdapat perintah bahasa mesin
    3. Instruksi lebih kompleks

  • CONTOH RISC dan CISC

  • KELEBIHAN dan KEKURANGAN
Teknologi RISC relatif masih baru oleh karena itu tidak ada perdebatan dalam menggunakan RISC ataupun CISC, karena tekhnologi terus berkembang dan arsitektur berada dalam sebuah spektrum, bukannya berada dalam dua kategori yang jelas maka penilaian yang tegas akan sangat kecil kemungkinan untuk terjadi.



Kelebihan
    1. Berkaitan dengan penyederhanaan kompiler, dimana tugas pembuat kompiler untuk menghasilkan rangkaian instruksi mesin bagi semua pernyataan HLL. Instruksi mesin yang kompleks seringkali sulit digunakan karena kompiler harus menemukan kasus-kasus yang sesuai dengan konsepnya. Pekerjaan mengoptimalkan kode yang dihasilkan untuk meminimalkan ukuran kode, mengurangi hitungan eksekusi instruksi, dan meningkatkan pipelining jauh lebih mudah apabila menggunakan RISC dibanding menggunakan CISC.
    2. Arsitektur RISC yang mendasari Power PC memiliki kecenderungan lebih menekankan pada referensi register dibanding referensi memori, dan referensi register memerlukan bit  yang lebih sedikit sehingga memiliki akses eksekusi instruksi lebih cepat.
    3. Kecenderungan operasi register ke register akan lebih menyederhanakan set instruksi dan menyederhanakan unit kontrol serta pengoptimasian register akan menyebabkan operand-operand yang sering diakses akan tetap berada dipenyimpan berkecepatan tinggi.
    4. Penggunaan mode pengalamatan dan format instruksi yang lebih sederhana.
Kekurangan
    1. Program yang dihasilkan dalam bahasa simbolik akan lebih panjang (instruksinya lebih banyak).
    2. Program berukuran lebih besar sehingga membutuhkan memori yang lebih banyak, ini tentunya kurang menghemat sumber daya.
    3. Program yang berukuran lebih besar akan menyebabkan menurunnya kinerja, yaitu instruksi yang lebih banyak artinya akan lebih banyak byte-byte instruksi yang harus diambil.
    4. Pada lingkungan paging akan menyebabkan kemungkinan terjadinya page fault lebih besar.
  • Istilah RISC & CISC saat ini kurang dikenal, setelah melihat perkembangan lebih lanjut dari desain dan implementasi baik RISC & CISC. Implementasi CISC paralel untuk pertama kalinya, seperti 486 dari Intel, AMD, Cyrix, dan IBM telah mendukung setiap instruksi yang digunakan oleh prosesor-prosesor sebelumnya, meskipun efisiensi tertingginya hanya saat digunakan pada subset x86 yang sederhana (mirip dengan set instruksi RISC, tetapi tanpa batasan penyimpanan/pengambilan data dari RISC). Prosesor-prosesor modern x86 juga telah menyandikan dan membagi lebih banyak lagi instruksi-instruksi kompleks menjadi beberapa "operasi-mikro" internal yang lebih kecil sehingga dapat instruksi-instruksi tersebut dapat dilakukan secara paralel, sehingga mencapai performansi tinggi pada subset instruksi yang lebih besar.

    • Kesimpulan
Rancangan RISC dapat memperoleh keuntungan dengan mengambil sejumlah feature CISC dan juga sebaliknya.
Hasilnya adalah bahwa sejumlah rancangan RISC terbaru, yang dikenal sebagai Power PC, tidak lagi “murni”  RISC dan rancangan CISC terbaru, yang dikenal sebagai Pentium, memiliki beberapa karakteristik RISC. Sehingga antara RISC dan CISC saling mengisi.
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 kompleks.

      
Next
« Prev Post
Previous
Next Post »
Subscribe to: Post Comments (Atom)