Arsitektur CISC dan RISC

Arsitektur CISC dan RISCCISC ( Complex Instruction Set Computing)operasi

dalam sebuah instruksi

RISC ( Reduced Instruction Set Computing) : menggunakan instruksi dan jenis eksekusi sederhana.Pengambilan data dari memoryOperasi aritmatikaPenyimpanan data ke memoryComplex Instruction Set Computer (CISC) 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.RISC Reduced Instruction Set Computingatau "Komputasi set instruksi yang disederhanakan. Merupakan sebuah arsitektur komputer atau arsitektur komputasi modern dengan instruksi-instruksi dan jenis eksekusi yang paling sederhana.

Pendekatan CISC bertujuan untuk meminimalkan jumlahinstruksi per program, dengan cara mengorbankankecepatan eksekusi sekian silus/detik. Sedangkan RISC bertolak belakang, tujuannya mengurangi jumlahsiklus/detik setiap instruksi dibayar denganbertambahnya jumlah instruksi per program.2Contoh :Perkalian Dua Bilangan dalam Memori

Misalnya, kita akan melakukan perkalian (product) dua angka, satu disimpan di lokasi 2:3 sedangkan lainnya di lokasi 5:2, kemudian hasil perkalian tersebut dikembalikan lagi ke lokasi 2:3.Struktur MemoriMemori tersebut terbagi menjadi beberapa lokasi yang diberi nomor 1 (baris): 1 (kolom) hingga 6:4. Unit eksekusi bertanggung-jawab untuk semua operasi komputasi. Namun, unit eksekusi hanya beroperasi untuk data yang sudah disimpan ke dalam salah satu dari 6 register (A, B, C, D, E atau F). 3Pendekatan CISCTujuan utama arsitektur CISC : meminimalkan jumlah instruksi per program, dengan mengorbankan kecepatan eksekusi sekian siklus/detik.Prosesor CISC dilengkapi instruksi khusus : MULT (untuk contoh).MULT 2:3, 5:2Kelebihan : Kompailer hanya menerjemahkan instruksi-instruksi bahasa tingkat tinggi ke dalam bahasa mesin.RAM yang digunakan sedikit untuk menyimpan instruksi tersebut.

Saat dijalankan, instruksi akan membaca dua nilai dan menyimpannya ke 2 register yag berbeda, melakukan perkalian operan di unit eksekusi dan kemudian mengambalikan lagi hasilnya ke register yang benar. Jadi instruksi-nya cukup satu sajaMULT 2:3, 5:2MULT dalam hal ini lebih dikenal sebagai complex instruction, atau instruksi yang kompleks. Bekerja secara langsung melalui memori komputer dan tidak memerlukan instruksi lain seperti fungsi baca maupun menyimpan.Satu kelebihan dari sistem ini adalah kompailer hanya menerjemahkan instruksi-instruksi bahasa tingkat-tinggi ke dalam sebuah bahasa mesin. Karena panjang kode instruksi relatif pendek, hanya sedikit saja dari RAM yang digunakan untuk menyimpan instruksi-instruksi tersebut.

4Pendekatan RISCProsesor RISC menggunakan instruksi sederhanaInstruksi MULT dibagi 3 :LOADPROD STORELOAD A, 2:3LOAD B, 5:2PROD A, BSTORE 2:3, AKekurangan : membutuhkan banyak lokasi RAMKompailer konversi bahasa tingkat tinggi kode instruksi 4 baris

Prosesor RISC hanya menggunakan instruksi-instruksi sederhana yang bisa dieksekusi dalam satu siklus. Dengan demikian, instruksi MULT sebagaimana dijelaskansebelumnya dibagi menjadi tiga instruksi yang berbeda, yaituLOAD, yang digunakan untuk memindahkan data dari memori kedalam register, PROD, yang digunakan untuk melakukan operasiproduk(perkalian) dua operan yang berada di dalam register(bukan yang ada di memori) dan STORE, yang digunakan untukmemindahkan data dari register kembali ke memori. Berikut ini adalah urutan instruksi yang harus dieksekusi agar yang terjadi sama dengan instruksi MULT pada prosesor RISC (dalam 4 baris bahasa mesin):LOAD A, 2:3LOAD B, 5:2PROD A, BSTORE 2:3, A5CISC vs RISCCISCPenekanan pada hardwareInstruksi kompleks,multi clockMemori-ke-memori : LOAD dan STORE saling bekerjasamaUkuran kode kecil,kecepatan rendahTransistor digunakan menyimpan instruksi-instruksi kompleksRISCPenekanan pada softwareSingle clock, sejumlah kecil instruksiRegister-ke-register :LOAD dan STORE instruksi yang terpisahUkuran kode besar, kecepatan (relatif) tinggiTransistor banyak dipakai untuk register memoriMemisahkan instruksi LOAD dan STORE sesungguhnya mengurangi kerja yang harus dilakukan oleh prosesor. Pada CISC, setelah instruksi MULT dieksekusi, prosesor akan secara otomatis menghapus isi register, jika ada operan yang dibutuhkan lagi untuk operasi berikutnya, maka prosesor harus menyimpan-ulang data tersebut dari memori ke register. Sedangkan pada RISC, operan tetap berada dalam register hingga ada data lain yang disimpan ke dalam register yang bersangkutan.Secara perangkat keras, prosesor RISC tidak terlalubanyak membutuhkan transistor dibandingkan denganCISC, sehingga menyisakan ruangan untuk register serbaguna (general purpose registers). Selainitu, karena semua instruksi dikerjakan dalam waktuyang sama (yaitu satu detak), maka dimungkinkanuntuk melakukan pipelining.6Karakteristik RISC Karakteristik RISC :One cycle execution time Prosesor RISC mempunyai CPI (clock per instruction).Pipelining (memungkinkan melakukan eksekusi secara bersamaan).Large number of registers.Didesain untuk menampung jumlah register yang banyakOne cycle execution time : satu putaran eksekusiProsessorRISC mempunyai CPI (clock per instruction) atau waktu per instruksi untuk setiap putaran. Hal ini dimaksud untukmengoptimalkan setiap instruksi pada CPU. Pipelining adalah sebuah teknik yang memungkinkan dapatmelakukan eksekusi secara simultan. Sehingga proses instruksilebih efiisien Large number of registers: Jumlah register yang sangatbanyakRISC di Desain dimaksudkan untuk dapatmenampung jumlah register yang sangat banyak untukmengantisipasi agar tidak terjadi interaksi yang berlebihdengan memoryRISC didesain dimaksudkan untuk dapat menampung jumlah register yang sangat banyak untuk mengantisipasi agar tidak terjadi interaksi yang berlebih dengan memory.7Penggunaan CISC dan RISCPentium Intel (CISC)AMD CPU (CISC)PowerPC (RISC)Pentium Intel mampu mendominasi pasaran dansecara teknologi menggunakan rancangan CISC(complex instruction set computers) dalamarsitekturnya.PowerPC merupakan kelompok komputer yang PowerPC merupakan kelompok komputer yangmenerapkan teknologi RISC (reduced instruction setcomputers).RISC digunakanpadakeluargaprocessor buatanMotorola Dewasaini, RISC digunakanpadakeluargaprocessor buatanMotorola (PowerPC) dan SUN Microsystems (Sparc, UltraSparc).8Referensihttp://cs.stanford.edu/people/eroberts/courses/soco/projects/risc/risccisc/