Verschil tussen RISC- en SISC-architectuur in CPU's (Central Processing Units)

RISC versus CISC: een vergelijkende analyse

RISC (Reduced Instruction Set Computer) en CISC (Complex Instruction Set Computer) zijn twee primaire architectuurbenaderingen die worden gebruikt in computerprocessors. Ze verschillen aanzienlijk in hun ontwerpfilosofieën en prestatiekenmerken. ARM (zoals Apple M-serie en Qualcomm Snapdragon) hanteert een RISC-filosofie (Reduced Instruction Set Computing), terwijl x86 (zoals Intel en AMD) is gebaseerd op een CISC-benadering (Complex Instruction Set Computing). Deze uiteenlopende strategieën beïnvloeden de efficiëntie en prestaties van processors en hun toepassing in verschillende computeromgevingen.


RISC-architectuur

Nadruk op software: RISC is sterk afhankelijk van software-optimalisatie om hoge prestaties te bereiken.

Eenvoudige instructieset: een beperkt aantal eenvoudige instructies met een vaste lengte. Uitvoering in één cyclus: de meeste instructies kunnen in één klokcyclus worden uitgevoerd.

Groot aantal registers: meer registers verminderen de geheugentoegang en verbeteren de prestaties.

Load-store-architectuur: geheugentoegang is beperkt tot het laden en opslaan van instructies.

Pipelining: efficiënte instructie-uitvoering via overlappende fasen.

ARM-merken (Advanced RISC Machines): Apple M-serie en Qualcomm Snapdragon.


CISC-architectuur

Nadruk op hardware: CISC is afhankelijk van complexe hardware om complexe instructies uit te voeren.

Complexe instructieset: een groot aantal complexe instructies met variabele lengte.

Uitvoering in meerdere cycli: veel instructies vereisen meerdere klokcycli om te voltooien.

Kleiner aantal registers: minder registers vergeleken met RISC.

Geheugen-naar-geheugen-architectuur: instructies kunnen rechtstreeks toegang krijgen tot het geheugen.

Microcode: complexe instructies worden opgesplitst in eenvoudigere microcode-instructies.

x86 (Advanded SISC Machines) merken: Intel en AMD


Belangrijkste verschillen

Onderdeel	RISC (ARM)	CISC (x86)
Instructie set	Gemakkelijk, vaste lengte	Complex, variabele lengte
Instructie executie	Single-cycle	Multiple-cycle
Aantal registers	Groot	Klein
Geheugen access	Load-store	Memory-to-memory
Hardware complexiteit	Simpeler	Complexer
Software complexiteit	Complexer	Simpeler

Kies de juiste software

Als u een softwareprogramma downloadt, zorg er dan voor dat u altijd de juiste versie downloadt. Tegenwoordig maken softwareontwikkelaars verschillende versies op basis van welk besturingssysteem u gebruikt en welke hardware u gebruikt, zoals een x86 (CISC) gebaseerde cpu of een ARM (RISC) gebadseerdes CPU en u hebt ook nog eens 32 bit vs. 64 bit versies.

Wat is beter?

De keuze tussen RISC en CISC hangt af van verschillende factoren, waaronder de specifieke toepassing, het stroomverbruik en kostenbeperkingen. Over het algemeen zijn RISC-architecturen geschikter voor high-performance computing en embedded systemen, terwijl CISC-architecturen vaak worden gebruikt in computers voor algemeen gebruik.

De laatste jaren zijn RISC-architecturen aanzienlijk populairder geworden vanwege hun eenvoud, efficiëntie en schaalbaarheid. De besturingssystemen van Apple zijn nu volledig ARM-gebaseerd en zelfs Microsoft heeft nu een Windows-besturingssysteem dat is geoptimaliseerd voor ARM-gebaseerde CPU's zoals de Qualcomm Snapdragon voor laptops. CISC-architecturen hebben echter nog steeds een plaats in bepaalde nichetoepassingen zoals oudere computerprogramma's. Er is ook een historisch aspect. Sinds Intel in 1978 de x86-architectuur uitbracht, was het tot voor kort de enige standaard, maar het zal nog tientallen jaren zo blijven. Terwijl ARM historisch gezien achterbleef in ruwe prestaties in vergelijking met x86, hebben moderne ARM-processors de kloof aanzienlijk gedicht, vooral in multi-coreprestaties en specifieke toepassingen zoals AI. ARM-gebaseerde CPU's verbruiken ook minder energie en zijn daarom ideaal voor mobiele applicaties zoals smartphones en laptops.


Nadeel bij het gebruik van ARM-gebaseerde CPU's in laptops

Een groot nadeel bij het gebruik van een ARM-gebaseerde CPU in laptops is dat x86-georiënteerde software niet op de best mogelijke manier op ARM-gebaseerde CPU's zal werken. Er zal een soort softwarelaag zijn die de CISC-instructies naar RISC-instructies kan converteren, zodat de ARM-gebaseerde CPU de instructies kan berekenen. Maar er zal enige latentie zijn bij de conversie tussen de twee en in veel gevallen zal software gewoonweg helemaal niet werken. Ondanks het lagere energieverbruik en de lage warmteontwikkeling zijn ze nog niet erg geschikt voor Windows-gebaseerde laptops. De wereld moet enorm veel meer werk steken in het creëren en aanpassen van hun software om native te werken op ARM-gebaseerde CPU's om succesvol te zijn in de laptop- en desktopbusiness. Alleen dan zal deze architectuur populairder worden bij de massa en hopelijk zullen ze de potentie van een langere batterijduur en lagere prijskosten zien.

Meer over het verschil tussen ARM en x86 gebaseerde CPU's (voordelen en nadelen).

Meer informatie over het verschil tussen CISC en RISC op:
https://www.geeksforgeeks.org/computer-organization-risc-and-cisc/
https://cs.stanford.edu/people/eroberts/courses/soco/projects/risc/risccisc/

Difference between RISC and SISC architecture in CPU's (Central Processing Units)

RISC vs. CISC: A Comparative Analysis

RISC (Reduced Instruction Set Computer) and CISC (Complex Instruction Set Computer) are two primary architectural approaches used in computer processors. They differ significantly in their design philosophies and performance characteristics. ARM (like Apple M series and Qualcomm Snapdragon) adopts a RISC (Reduced Instruction Set Computing) philosophy, whereas x86 (like Intel and AMD) is based on a CISC (Complex Instruction Set Computing) approach. These divergent strategies influence the efficiency and performance of processors and their application in various computing environments.


RISC Architecture

Emphasis on software: RISC relies heavily on software optimization to achieve high performance.

Simple instruction set: A limited number of simple, fixed-length instructions.

Single-cycle execution: Most instructions can be executed in a single clock cycle.

Large number of registers: More registers reduce memory access and improve performance.

Load-store architecture: Memory access is limited to load and store instructions.

Pipelining: Efficient instruction execution through overlapping stages.

ARM (Advanced RISC Machines) brands: Apple M series and Qualcomm Snapdragon.


CISC Architecture

Emphasis on hardware: CISC relies on complex hardware to execute complex instructions.

Complex instruction set: A large number of complex, variable-length instructions.

Multiple-cycle execution: Many instructions require multiple clock cycles to complete.

Smaller number of registers: Fewer registers compared to RISC.

Memory-to-memory architecture: Instructions can directly access memory.

Microcode: Complex instructions are broken down into simpler microcode instructions.

x86 (Advanded SISC Machines) brands: Intel and AMD


Key Differences

Feature	RISC (ARM)	CISC (x86)
Instruction set	Simple, fixed-length	Complex, variable-length
Instruction execution	Single-cycle	Multiple-cycle
Number of registers	Large	Small
Memory access	Load-store	Memory-to-memory
Hardware complexity	Simpler	More complex
Software complexity	More complex	Simpler

Choose the right software

If you download a software program beware to always download the right version. Software developers now a day make different versions based on wich operating system you use to wich hardware you use like a x86 (CISC) based cpu or a ARM (RISC) bades cpu and you have also 32 bit vs. 64 bit versions.

More about the diference between ARM and x86 based cpu's (advantages and disadvantages). (link van maken naar)


Which is Better?

The choice between RISC and CISC depends on various factors, including the specific application, power consumption and cost constraints. In general, RISC architectures are more suitable for high-performance computing and embedded systems, while CISC architectures are often used in general-purpose computers.

In recent years, RISC architectures have gained significant popularity due to their simplicity, efficiency and scalability. Apple's Operationg Systems are now fully ARM based and even Microsoft has now a Windows Operating Systems optimised for ARM based CPU's like the Qualcomm Snapdragon for laptops. However, CISC architectures still have a place in certain niche applications like older computer programs. There is also a historical aspect. Since Intel released the x86 architectrue in 1978 it was the only standard until recent years but it will still continue for decades. While ARM historically lagging in raw performance compared to x86, modern ARM processors have significantly closed the gap, especially in multi-core performance and specific applications like AI. ARM based CPU's consume also less energy and are therefore ideal for mobile applications such as smartphones and laptops.


Disadvantage using ARM based CPU's in laptops

Some hughe disadvantage when using an ARM based CPU in laptops is that x86 orientated software will not natively work on ARM based CPU's in the best possible way there will be some sort of software layer that can converts the CISC instructions to RISC instructions so the ARM based CPU will be able to calculate the instructions. But there will be some latency do to the conversion between the two and in many cased software won't simply work at all. Dispite the lower energy consumption and low heat generation they are not yet very suitable for Windows based laptops. The world has to put tremendous lot more work into creating and adapting their software to work natively on ARM based CPU's to be succesfull in the Laptop and Desktop bussiness. Only than this architecture will gain more popularity by the masses and hopefully they will see the potentials of a longer battery life and lower pricing costs.

More about the diference between ARM and x86 based cpu's (advantages and disadvantages).

More information about the difference between SISC and RISC on
https://www.geeksforgeeks.org/computer-organization-risc-and-cisc/
https://cs.stanford.edu/people/eroberts/courses/soco/projects/risc/risccisc/