ARISC
命令を単純化し1命令1サイクルでパイプライン実行することで高速化を図る設計思想です。命令長を固定にすることでデコードが容易になり、レジスタを多く持つことでメモリアクセスを減らします。回路がシンプルなため省電力で、ARMアーキテクチャを採用するスマートフォンやサーバ用途で広く使われています。
命令が単純・固定長
1命令1サイクルでパイプライン化容易
レジスタ数が多く省電力
ARM・MIPS・RISC-Vが代表例
RISC(Reduced Instruction Set Computer)とCISC(Complex Instruction Set Computer)はCPUの命令セット設計の2大思想。RISCは命令を単純化してパイプラインで高速実行、CISCは複雑な命令を1命令で処理してプログラムを短くするアプローチです。スマホ等のARMはRISC、PCのx86はCISC系統です。
| 観点 | RISC | CISC |
|---|---|---|
| 命令セット | 少数・単純な命令 | 多数・複雑な命令 |
| 命令長 | 固定長 | 可変長 |
| 実行サイクル | 1命令1サイクル(パイプラインで高効率) | 1命令に複数サイクル |
| 回路構成 | シンプル(ワイヤードロジック中心) | 複雑(マイクロプログラム制御) |
| レジスタ数 | 多い | 少ない |
| コンパイラ負担 | 大きい(最適化が重要) | 小さい |
| 代表的CPU | ARM、MIPS、PowerPC、RISC-V | Intel x86、AMD x86-64 |
| 消費電力 | 低い(モバイル向き) | 高い |
命令を単純化し1命令1サイクルでパイプライン実行することで高速化を図る設計思想です。命令長を固定にすることでデコードが容易になり、レジスタを多く持つことでメモリアクセスを減らします。回路がシンプルなため省電力で、ARMアーキテクチャを採用するスマートフォンやサーバ用途で広く使われています。
命令が単純・固定長
1命令1サイクルでパイプライン化容易
レジスタ数が多く省電力
ARM・MIPS・RISC-Vが代表例
1命令で複雑な処理を実行できるよう命令セットを拡充した設計思想です。アセンブリレベルでプログラムが短くなりメモリ消費が少ない反面、命令デコードが複雑で1命令の実行に複数サイクルかかります。Intel x86が代表例で、現代では内部でRISC的にマイクロ命令に分解して実行するハイブリッド構造が主流です。
命令が複雑・可変長
1命令で多くの処理を実行
回路が複雑でマイクロプログラム制御
Intel x86・AMD x86-64が代表例
「RISC=単純・固定長・1サイクル・省電力(ARM)、CISC=複雑・可変長・複数サイクル(x86)」で整理。
Q1. RISCの特徴として、適切なものはどれか。
正解:3. 命令を単純化し、1命令1サイクルでの実行を目指す
RISCは命令を単純化し1命令1サイクルで実行する設計。命令長は固定で、ワイヤードロジック中心。複雑な命令やマイクロプログラム制御はCISCの特徴。
Q2. CISCの代表的なCPUアーキテクチャはどれか。
正解:3. Intel x86
CISCの代表例はIntel x86・AMD x86-64。ARM・MIPS・RISC-VはいずれもRISCアーキテクチャ。スマホやサーバではARMが、PCではx86が広く使われている。