1. Latar belakang munculnya risc
Reduced Instruction Set Computing (RISC) atau "Komputasi set instruksi yang disederhanakan" pertama kali digagas oleh John Cocke, peneliti dari 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.
RISC, 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 dan Arsitektur POWER dari International Business Machine. Selain itu, RISC juga umum dipakai pada Advanced RISC Machine (ARM) dan StrongARM (termasuk di antaranya adalah Intel XScale), SPARC dan UltraSPARC dari Sun Microsystems, serta PA-RISC dari Hewlett-Packard.
2. Perbandingan risc dan cisc
a. Perbandingan arsitektur
Ditinjau dari jenis set instruksinya, ada 2 jenis arsitektur komputer, yaitu:
* Arsitektur komputer dengan kumpulan perintah yang rumit
(Complex Instruction Set Instruction Computer = CISC)
* Arsitektur komputer dengan kumpulan perintah yang sederhana
(Reduced Instruction Set Computer = RISC)
CISC 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, tetapi konsep ini menyulitkan dalam penyusunan compiler bahasa pemrograman tingkat tinggi. Dalam CISC banyak terdapat perintah bahasa mesin.
Konsep RISC menyederhanakan rumusan perintah sehingga lebih efisien dalam
penyusunan kompiler yang pada akhirnya dapat memaksimumkan kinerja program yang ditulis dalam bahasa tingkat tinggi. Arsitektur RISC banyak menerapkan proses eksekusi pipeline. Meskipun jumlah perintah tunggal yang diperlukan untuk melakukan pekerjaan yang diberikan mungkin lebih besar, eksekusi secara pipeline memerlukan waktu yang lebih singkat daripada waktu untuk melakukan pekerjaan yang sama dengan menggunakan perintah yang lebih rumit. Mesin RISC memerlukan memori yang lebih besar untuk mengakomodasi program yang lebih besar. IBM 801 adalah prosesor komersial pertama yang menggunakan pendekatan RISC.
Keinginan untuk mengimplementasikan keseluruhan CPU dalam keping tunggal akan merupakan solusi Reduced Instruction Set.
Ciri-ciri RISC :
* Instruksi berukuran tunggal Ukuran yang umum adalah 4 byte
* Jumlah mode pengalamatan data yang sedikit, biasanya kurang dari lima buah
* Tidak terdapat pengalamatan tak langsung
* Tidak terdapat operasi yang menggabungkan operasi load/store dengan operasi aritmatika (misalnya, penambahan dari memori, penambahan ke memori)
CISC (Complex Intruction Set Computer)
CISC adalah singkatan dari Complex Intruction Set Computer dimana prosessor tersebut memiliki set instruksi yang kompleks dan lengkap, dan dirasa berpengaruh pada kinerjanya yang lebih lambat. CISC menawarkan set instruksi yang powerful kuat, tangguh, maka tidak heran jika CISC memang hanya mengenal bahasa assembly yang sebenarnya ditujukan bagi para programmer. Oleh karena itu, CISC memerlukan sedikit instruksi untuk berjalan
Karakteristik CISC versus RISC
Rancangan RISC dapat memperoleh keuntungan dengan mengambil sejumlah feature CISC dan Rancangan CISC dapat memperoleh keuntungan dengan mengambil sejumlah feature RISC. Hasilnya adalah bahwa sejumlah rancangan RISC yang terbaru, yang dikenal sebagai PowerPC, tidak lagi “murni” RISC dan rancangan CISC yang terbaru, yang dikenal sebagai Pentium, memiliki beberapa karakteristik RISC.
b. Perbandingan kinerja/peforma
RISC (Apple) versus CISC (Intel) adalah topic yang cukup populer ketika diperbincangkan di Net. CISC (sisk-red), merupakan kepanjangan dari Complex Instruction Set Computer. Kebanyakan PC menggunakan CPU berdasarkan arsitektur CISC ini, seperti contoh AMD CPU dan Intel. Chip CISC memiliki jumlah chip yang berbeda dan instruksi yang complex. Filosofi CISC berada di balik hardware yang selalu lebih cepat berkembang dibanding software. Untuk itu, diperlukan set instruksi yang powerful, yang dapat menyediakan programmer, beberapa instruksi assembly dengan program pendek. Pada umumnya, chip CISC berjalan lebih lambat per instruksi dibandingkan RISC, namun menggunakan sedikit instruksi ketimbang RISC.
RISC (risk-red), merupakan kepanjangan dari Reduced Instruction Set Computer. Chip RISC dibangun mulai pertengahan tahun 1980 sebagai pengganti chip CISC. Filosofi RISC berada dalam tidak satu pun chip yang menggunakan bahasa instruksi assembly yang complex, seperti yang digunakan di CISC. Contoh penggunaan chip RISC adalah pada CPU Apple. Untuk itulah, instruksi yang simple dan lebih cepat akan lebih baik daripada besar, complex dan lambat seperti CISC. Keuntungan RISC lainnya karena adanya instruksi yang simple, maka chip RISC hanya memiliki beberapa transistor, yang akan membuat RISC mudah didesain dan murah untuk diproduksi untuk menulis compiler yang powerful.
RISC memberikan kemudahan di hardware, namun lebih kompleks di software. Pengembang software di RISC harus menulis banyak line untuk task yang sama. Oleh karena itu, desain arsitektur RISC mungkin bukan yang terbaik di masa depan, setelah kemunculan chip CISC yang lebih cepat dan lebih murah. Namun, RISC telah eksis lebih dari 10 tahun dan telah menghantam pasar CISC. Menurut tomax7.com, sekitar 75 persen processor berbasis arsitektur CISC, dan kebanyakan dari mereka adalah standard x86. Namun, sekarang ini chip RISC juga memiliki instruksi yang banyak, hampir sama dengan chip CISC. Sebagai contoh, PowerPC 601 berbasis arsitektur RISC, support lebih banyak instruksi dibandingkan Pentium yang menggunakan chip CISC.
c. Kelebihan dan kekurangan masing
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 PowerPC 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.
d. Instruction set dalam risc untuk komputasi numeric
Adalah suatu arsitektur komputer dimana setiap instruksi akan menjalankan beberapa operasi tingkat rendah, seperti pengambilan dari memori (load), operasi aritmatika, dan penyimpanan ke dalam memori (store) yang saling bekerja sama. 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.
Misalkan, sebuah prosesor CISC sudah dilengkapi dengan sebuah instruksi khusus yang diberi nama MULT (dikenal sebagai complex instruction). Ketika dijalankan, instruksi akan membaca dua nilai kemudian menyimpannya ke dalam 2 register yang berbeda, melakukan operan perkalian di dalam unit eksekusi dan hasilnya dikembalikan lagi ke register yang benar.
3. Contoh produk2 yang memakai risc
RISC
Contoh mikroprosesor dengan artsitektur RISC adalah AMD 2900, MIPS R2000, SUN ,SPARC, MC 8800, ATMET 90S1200, 90S2313, 90S2323, 90S2343, 90S4434,90S8515
4. Masa depan RISC
Tentang masa depannya, RISC memang lebih baik,lebih sederhana dan lebih cepat instruksi RISC, dari pada yang besar, kompleks dan lambat instruksi seperti CISC. Keuntungan lain dari RISC adalah bahwa dalam teorinya “karena petunjuk lebih sederhana”, chip RISC membutuhkan lebih sedikit transistor, yang membuat pengembang lebih mudah untuk merancang dan lebih murah untuk memproduksi. Pada akhirnya, lebih mudah untuk mengoptimalkan kompiler, karena ada instruksi yang lebih sedikit.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar