Bagaimana CPU RISC dan CISC Berbeda?

Jika Anda seorang penggemar teknologi, Anda mungkin pernah mendengar kata Reduced Instruction Set Computer (RISC) dan Complex Instruction Set Computer (CISC). Dan jika Anda tahu sedikit tentang komputer, Anda mungkin juga tahu bahwa istilah-istilah ini merujuk pada berbagai cara untuk mendesain prosesor.

Misalnya, prosesor ARM di ponsel Anda memiliki arsitektur RISC. Sebaliknya, prosesor x86 di komputer Anda memiliki desain CISC.

Tapi apa perbedaan antara RISC dan CISC? Mari kita menggali lebih dalam dan mencari tahu.

Apa itu Set Instruksi?

Setiap kali berbicara tentang desain unit pemrosesan pusat (CPU) yang berbeda, salah satu hal yang harus kita bicarakan adalah set instruksi.

Set instruksi CPU adalah set operasi yang dapat dilakukan CPU secara asli. Ini adalah operasi yang dikodekan dalam CPU pada tingkat perangkat keras. Set ini dapat berisi beberapa sampai ribuan instruksi, tergantung pada desain CPU.

Dengan kata lain, CPU tidak dapat melakukan operasi apa pun di luar set instruksinya, karena tidak memiliki perangkat keras untuk itu.

Mari kita gunakan analogi untuk memahami ini dengan lebih baik. Ambil contoh bola lampu. Produsen bola lampu telah merancang bola lampu untuk mengubah listrik menjadi cahaya. Dan bola lampu dapat melakukan ini karena perangkat keras mendukungnya secara asli.

Intinya, bola lampu hanya dapat mengubah listrik menjadi cahaya dan tidak ada yang lain.

Demikian pula, set instruksi CPU adalah set operasi yang memungkinkan perangkat keras CPU. Misalnya, hampir semua CPU memiliki instruksi "Pindahkan" di set instruksi mereka. Instruksi "Pindahkan" mengambil beberapa data dari ruang penyimpanan sumber dan memindahkannya ke ruang penyimpanan tujuan.

Setiap kali CPU perlu memindahkan beberapa data, ia tahu persis bagaimana melakukannya karena perangkat keras telah dirancang di sekitarnya.

Singkatnya, satu set instruksi berisi semua operasi yang didukung CPU pada tingkat perangkat keras.

Bagaimana Cara Kerja CPU?

CPU adalah labirin sirkuit listrik. Sirkuit listrik ini dirancang dengan cara tertentu untuk memberikan CPU set instruksi aslinya. Jadi, ia hanya tahu bagaimana melakukan operasi dalam set instruksi, karena ia memiliki sirkuit untuk melakukan ini.

Untuk membuat CPU melakukan operasi tertentu, sirkuit yang sesuai dengan operasi itu dipicu melalui sinyal listrik. Dan begitu sirkuit dipicu, CPU melakukan rutinitas yang terkait dengan sirkuit itu.

Untuk membuat CPU melakukan operasi kompleks seperti mengirim tweet, program perangkat lunak mengaktifkan jutaan sinyal listrik setiap detik, masing-masing menargetkan instruksi tertentu dari set instruksi dari CPU.

Di sinilah konsep RIS dan CIS masuk.

Apa itu RISC?

Seperti namanya, CPU berbasis RISC memiliki serangkaian operasi yang disederhanakan. Instruksi yang disederhanakan ini mencapai tujuan yang sederhana dan hanya membutuhkan satu siklus untuk diselesaikan.

Dan karena RISC memiliki instruksi yang sederhana, CPU tidak perlu memiliki sirkuit yang rumit untuk menjalankan instruksi ini. Ini juga mengapa desain RISC, dari segi perangkat keras, lebih murah untuk diimplementasikan.

Terkait: Mengapa Ponsel Saya Lebih Lambat Dari PC Saya? Ponsel cerdas vs. Kecepatan Desktop Dijelaskan

Untuk memahami CPU RISC lebih detail, mari kita lihat prinsip desain CPU berbasis RISC.

Pertama, CPU RISC menyelesaikan setiap instruksi dalam satu siklus.

Kedua, CPU RISC hanya melakukan operasi pada data yang disimpan dalam register. Ini karena salah satu hambatan utama kemampuan CPU untuk menyelesaikan tugas adalah ketidaksesuaian besar antara kecepatan CPU dan kecepatan memori utama. Memori utama sangat lambat dibandingkan dengan CPU.

Terkait: Panduan Cepat dan Kotor untuk RAM: Yang Perlu Anda Ketahui

Jadi, jika CPU harus menggunakan data yang disimpan di memori utama, itu akan menghambat unit dan prosesnya akan lambat. Dalam desain RISC, data dimuat dan disimpan dalam register pada CPU, karena register jauh lebih dekat dengan kecepatan CPU daripada memori utama.

Ketiga, instruksi RISC cukup sederhana sehingga tidak ada lapisan mikrokode interpretatif untuk menerjemahkan instruksi ke dalam bentuk yang lebih sederhana.

Dan terakhir, desain RISC mendukung pipelining untuk mengeksekusi bagian dari beberapa instruksi secara bersamaan. Karena CPU desain RISC memiliki kecepatan clock yang lebih tinggi, mereka sangat cepat. Pipelining adalah cara untuk memanfaatkan kecepatan ini dan menjalankan bagian dari beberapa instruksi untuk efisiensi tambahan.

Singkat cerita, CPU RISC memiliki instruksi sederhana, kecepatan clock yang lebih tinggi, struktur perpipaan yang efisien, operasi penyimpanan beban pada register, dan dapat mengeksekusi instruksi dalam satu siklus.

Apa itu CISC?

CISC adalah kebalikan dari RISC di hampir semua bidang utama. Hampir semua chip desktop memiliki desain CISC.

Pertama, instruksi desain CISC rumit dan, oleh karena itu, memerlukan lapisan mikrokode untuk diterjemahkan ke dalam instruksi simpleks.

Kedua, instruksi CISC dapat mengambil beberapa siklus CPU untuk dieksekusi.

Ketiga, pipelining tidak seefisien di CISC dan bahkan lebih sulit untuk diterapkan karena sifat instruksi CISC yang kompleks.

Singkatnya, CPU dengan arsitektur CISC dapat melakukan banyak operasi dalam satu instruksi yang kompleks. Tetapi instruksi membutuhkan beberapa siklus untuk diselesaikan, lebih sulit digunakan dalam pipelining, dan membutuhkan banyak sirkuit pada CPU.

RISC vs. CISC: Perbedaan Utama

Perbedaan utama antara RISC dan CISC adalah jenis instruksi yang mereka jalankan.

Instruksi RISC sederhana, hanya melakukan satu operasi, dan CPU dapat mengeksekusinya dalam satu siklus.

Instruksi CISC, di sisi lain, dikemas dalam banyak operasi. Jadi, CPU tidak dapat menjalankannya dalam satu siklus.

Instruksi juga merupakan alasan mengapa CPU RISC mendukung pipelining sejak awal dan CPU CISC mengalami kesulitan saat menggunakannya. Dengan RISC, instruksinya cukup sederhana sehingga dapat dieksekusi dalam beberapa bagian. Ini lebih sulit dilakukan dengan CISC karena sifat instruksi yang kompleks.

Selanjutnya, tidak seperti RISC, instruksi CISC dapat bekerja langsung dari RAM. Jadi, tidak perlu melakukan operasi beban/penyimpanan terpisah dalam desain CISC.

Akhirnya, persyaratan perangkat keras untuk desain CISC lebih tinggi daripada untuk desain RISC, karena CISC memerlukan instruksi kompleks untuk dibangun ke dalam perangkat keras CPU. Pada dasarnya, apa yang dicapai CISC dengan perangkat keras, RISC bertujuan untuk mencapainya dengan perangkat lunak.

Inilah sebabnya mengapa program yang menargetkan arsitektur CISC memiliki lebih sedikit baris kode karena instruksi sendiri menangani banyak operasi.

Ada Keuntungan dan Kerugian untuk RISC dan CISC

Tidak ada prosesor modern yang sepenuhnya didasarkan pada RISC atau CISC. Prosesor modern menggabungkan filosofi desain dari kedua arsitektur untuk mencapai yang terbaik dari kedua dunia. Misalnya, arsitektur x86 yang digunakan AMD terutama CISC tetapi memiliki mikrokode untuk mengubah instruksi kompleks menjadi instruksi sederhana seperti RISC yang dikurangi.

Jadi, tidak seperti prosesor abad yang lalu, CPU modern telah berkembang melampaui klasifikasi RISC atau CISC sederhana.

12 Program dan Aplikasi Windows yang Tidak Perlu Anda Harus Hapus Instalasi

Ingin tahu aplikasi Windows 10 mana yang harus dihapus? Berikut adalah beberapa aplikasi, program, dan bloatware Windows 10 yang tidak perlu yang harus Anda hapus.

Baca Selanjutnya

Tentang Penulis