⭐️⭐️⭐️[CPU 성능 향상 기법] CISC와 RISC

[1two13]

명령어 집합(= 명령어 집합 구조(ISA))

• CPU가 이해할 수 있는 명령어들의 모음
• CPU마다 ISA가 다를 수 있다. 즉, CPU가 이해할 수 있는 명령어, 어셈블리어가 달라질 수 있다.
• ISA(Instruction Set Architecture)는 CPU의 언어이자 하드웨어가 소프트웨어를 어떻게 이해할지에 대한 약속이다.

ISA를 기반으로 만들어진 CPU 설계 방식에는 2가지가 있다.

1. CISC
2. RISC

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CISC(Complex Instruction Set Computer)

장점

• 적은 수의 명령어로도 프로그램을 실행할 수 있기 때문에 메모리 공간을 절약할 수 있다.
  • 다시 말해, 컴파일된 프로그램의 크기가 작다.(같은 소스 코드를 컴파일해도 CPU마다 생성되는 실행 파일의 크기는 다를 수 있다.)

    단점

• 가변 길이 명령어를 사용한다.
  • 활용하는 명령어가 복잡하고 다양한 기능을 제공하기 때문에 명령어 길이와 수행 시간이 일정하지 않다.(비규격화)
• 명령어가 복잡하기 때문에 명령어 하나를 실행하는 데에 여러 클럭 주기가 필요하다.
• 대다수의 복잡한 명령어는 사용 빈도가 낮다.

위와 같은 단점으로 인해 파이프라이닝이 어려워 CISC 기반 CPU는 성장에 한계가 있다.

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RISC(Reduced Instruction Set Computer)

• 자주 쓰이는 기본적인 명령어를 작고 빠르게 만들었다.(되도록 1클럭 내외)
• 명령어 길이와 수행 시간을 짧고 규격화 시켰다. 다시 말해, 명령어 파이프라인 활용도가 높다.
• 메모리 접근을 단순화하고 최소화하는 것을 추구하기 때문에 레지스터를 적극적으로 활용한다.

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결론

CISC	RISC
명령어 집합	복잡, 다양	단순, 적음
명령어 길이	가변 길이	고정 길이
주소 지정 방식	다양	적음
프로그램을 이루는 명령어 수	적음	많음
명령어를 수행하는 클럭	여러 클럭에 걸쳐 수행	1클럭 내외로 수행
파이프라이닝	어려움	쉬움