Что такое RISC, что такое RISC V и чем они отличаются?

Говоря о процессорах, наиболее часто упоминаются два термина x86 и ARM, особенно если мы говорим о последних устройствах. Но есть еще много других архитектур. Например, вы могли слышать названия RISC и RISC-V.

Несмотря на похожие имена, они не могут быть более разными понятиями. Так что же такое RISC и что такое RISC-V? И какая разница?

Что такое РИСК?

RISC — это широкий термин, означающий «компьютер с сокращенным набором команд». По сути, RISC-компьютер предназначен для выполнения более простых индивидуальных инструкций. По сравнению с CISC (компьютер со сложным набором команд) процессор RISC использует одинаковую длину инструкций почти для всех инструкций. Инструкции CISC, напротив, более сложны и могут выполнять низкоуровневые и многоэтапные операции.

Для упрощения процессоры RISC могут выполнять более простые, унифицированные инструкции, тогда как CISC может выполнять инструкции различной сложности и диапазона. Каждая инструкция RISC может выполнять только одно действие за раз, тогда как инструкции CISC могут выполнять несколько действий одновременно. Поскольку инструкции написаны в более простом коде и проще по своей природе, RISC-процессорам часто требуется больше инструкций для выполнения тех же задач, что и CISC-процессорам. Эту разницу можно компенсировать, увеличив скорость, с которой ЦП RISC может выполнять эти задачи с помощью конвейерной обработки. Поскольку процессоры RISC проще, их можно разрабатывать быстрее, чем процессоры CISC, и они могут выполнять более эффективный код.

Поскольку RISC — это не архитектура как таковая, а скорее широкий термин, многие архитектуры ЦП можно считать RISC. Одной из самых известных архитектур процессоров RISC является ARM, на которой работают наши смартфоны, а в последнее время также некоторые из наших ноутбуков и компьютеров. Другие включают PowerPC, который долгое время использовался в компьютерах и игровых консолях Apple. Между тем, x86 можно рассматривать как дизайн CISC, поскольку он более сложный.

Термин RISC был придуман исследовательским проектом Berkeley RISC под руководством Дэвида Паттерсона из Калифорнийского университета в Беркли с 1980 по 1984 год. Как оказалось, проект был действительно успешным, и термин «RISC» в дальнейшем будет охватывать все компьютеры с сокращенным набором команд – даже конкурирующий проект MIPS Стэнфордского университета, разработанный примерно в то же время, в конечном итоге стал известен как RISC-архитектура. Что же касается этого конкретного проекта Беркли, то он использовался микроархитектурой SPARC, разработанной Sun Microsystems — архитектурой, которая в конечном итоге послужила источником вдохновения для архитектуры ARM, используемой в наших смартфонах.

Что такое RISC-V?

Хотя RISC сам по себе не является конкретной архитектурой, вы могли быть сбиты с толку одной архитектурой, использующей название RISC. Это RISC-V. Это архитектура набора инструкций (ISA), разработанная Калифорнийским университетом в Беркли, которая призвана воплощать принципы процессора RISC, а также является стандартом с открытым исходным кодом. В то время как ARM, наиболее известная архитектура RISC, является частной собственностью и требует лицензирования производителями микросхем, RISC-V должен быть бесплатным и, как правило, бесплатным для всех.

RISC-V начала разрабатываться в 2010 году и была выпущена для открытого сообщества в 2015 году. Конечно, когда RISC-V был выпущен, ARM уже был в миллионах смартфонов по всему миру. Но, в отличие от ARM, RISC-V был разработан и выпущен с целью представить процессор с открытым исходным кодом, масштабируемый и который можно было бы развернуть на любом устройстве без каких-либо лицензионных отчислений. По словам разработчиков, наличие бесплатной архитектуры ЦП может значительно снизить стоимость программного обеспечения, позволяя гораздо больше повторного использования и создавая большую конкуренцию.

RISC-V — это не та архитектура, которая широко используется на смартфонах или чем-то подобном — в конце концов, большинство из них используют либо ARM, либо x86. Тем не менее, он видит некоторое применение. В частности, RISC-V использовался в облачных вычислениях, серверах и встроенных приложениях. Известные конструкции на основе RISC-V включают чип безопасности Titan M2, используемый в смартфонах Pixel. В будущем запланировано больше вариантов использования архитектуры RISC-V, в том числе от таких известных компаний, как NVIDIA и Seagate. Поскольку это бесплатно, это снижает затраты и в конечном итоге становится лучше для всех.

RISC против RISC-V: в чем разница?

На первый взгляд некоторые люди могут подумать, что RISC-V — это вариант RISC, а RISC — это архитектура набора команд. В конце концов, у них похожие имена, так что вполне может быть место для путаницы. Но это не могло быть дальше от истины. Как мы подробно описали ранее, разница заключается в том, что одна представляет собой реальную архитектуру набора команд, а другая — общий термин, охватывающий архитектуры с несколькими ЦП.

Как мы упоминали ранее, RISC — это широкий термин, который используется для обозначения компьютеров с сокращенным набором команд. Этот термин охватывает широкий спектр архитектур ЦП с более простой конструкцией и возможностями, некоторые из которых активно используются миллиардами устройств, а другие — устарели со временем. И этот термин существует для того, чтобы отличить эти типы компьютеров от CISC или компьютеров со сложным набором команд, термин, который используется для описания архитектуры x86, используемой в большинстве ПК по всему миру, а также в нескольких других.

Кроме того, RISC-V — это архитектура набора команд, основанная на RISC-дизайне, но по сравнению с другими RISC-архитектурами, такими как ARM, RISC-V была с открытым исходным кодом, а не проприетарной, что означает, что любой производитель микросхем может создавать проекты на основе RISC-V без оплаты. роялти или лицензионные сборы для кого-либо. Он был разработан для различных целей и поддерживается многими производителями микросхем, а также многими операционными системами с открытым исходным кодом.

Один описывает категорию ЦП, а другой — архитектуру ЦП в прямом смысле этого слова, являющуюся альтернативой ARM и другим ЦП RISC.

RISC-V и RISC — это не одно и то же

Термин RISC используется для обозначения определенных типов процессоров, и этот термин определяет широкий спектр архитектур. Тем не менее, некоторые люди ошибочно думают, что RISC — это архитектура процессора. Те, кто это делает, вероятно, вместо этого думают о RISC-V и ошибочно принимают его за термин RISC. Теперь вы знаете разницу.