2018년 12월 11일
마이크로프로세서 (Microprocessor)
I. CISC, RISC, EISC, EPIC 비교
| 항목 | CISC | RISC | EISC | EPIC |
|---|---|---|---|---|
| 명령어 구조 | 가변 길이 복합 명령어 | 32bit 고정 명령어 구조 | 16bit 고정 16bit씩 확장 | 5bit템플릿 3 x 41bit명령 |
| 회로 구성 | 복잡 | 단순 | 단순 | 단순 |
| 제어 방식 | 마이크로프로그램 | 하드와이어드 | 마이크로프로그램 | 마이크로프로그램 |
| 메모리 밀도 | 높은 메모리 밀도 (효율적) | 낮은 메모리 밀도 (비효율) | 높은 메모리 밀도 (효율적) | 높은 메모리 밀도 (효율적) |
| 코드 사이즈 | 작음 | 상대적으로 대량 | 작음 | 템플릿 이용 코드 최소화 |
| 컴파일러 | 복잡함 | 단순함 | 크로스 컴파일러 | 분기 예측 컴파일러 |
| 병렬처리 | 최근 cycle 당 2 명령 처리 | 슈퍼스칼라 | 슈퍼스칼라 | 슈퍼스칼라 |
| 사용환경 | 다목적컴퓨팅 호환성 높음 | 단순 명령의 빠른 처리 | 임베디드 | 고성능컴퓨팅 임베디드 |
| 주요제품 | Intel x86 AMD Athlon | IBM Power, HP PA-RISC, Oracle SPARC | ADC AE Series | Intel Itanium (IA-64) |
– 최근 CISC와 RISC 방식은 서로의 장점을 채용하여 EPIC 방식 출시 등 지속 발전
II. 복잡한 명령어 세트, CISC
가. CISC(Complex Instruction Set Computer)의 개념
단순한 명령부터 복합적인 명령 수행까지 하나의 명령집합으로 실행 가능한 CPU 아키텍처
나. CISC 명령어 집합 구조
 |
– 필요한 정보만 가변 길이의 명령어에 저장하므로 낭비되는 코드를 줄일 수 있고 프로그램 크기도 작아짐
다. CISC의 특징
| 특징 | 설명 |
|---|---|
| 가변 길이 명령어 | – 명령어가 필요에 따라 다양한 크기 |
| 하나의 명령어로 복잡한 기능수행 | – 복잡한 기능을 하나의 명령어로 수행하여 프로그램 크기를 줄임 |
| RISC 대비 장점 | – 복잡한 명령도 마이크로 코드로 실행되므로 실행 효율 좋음 |
| RISC 대비 단점 | – 가변 길이로 파이프라인 적용 어려움 |
| 대표 제품 | – Intel x86, 모토로라 MC68000 |
III. 단순한 명령어 세트, RISC
가. RISC(Reduced Instruction Set Computer)의 개념
명령어 수와 주소 지정 방식을 최소화하여 구조를 간단하게 구성한 CPU 아키텍처
나. RISC 명령어 구조
 |
– 32bit 고정 길이 명령어로 파이프라인 적용이 가능
다. RISC의 특징
| 특징 | 설명 |
|---|---|
| 고정 길이 명령어 | – 모든 명령어의 길이가 32bit로 동일 |
| 단순한 기능 | – 하나의 명령어가 단순한 기능 수행 |
| 유사 명령어 통합 | – 유사 명령어 통합하여 명령개수 줄임 |
| CISC 대비 장점 | – 디코딩(해독) 속도가 빠르며, 여러 명령어 동시처리에 용이 |
| CISC 대비 단점 | – 고정 길이에 따른 공간 낭비 발생 |
| 대표 제품 | – IBM Power, Oracle SPARC, HP PA-RISC 등 |
IV. 확장 명령어 세트, EISC
가. EISC(Extensible Instruction Set Computer)의 개념
오퍼랜드 부분을 OP 코드와 분리하여 필요한 길이만큼 오퍼랜드를 확장할 수 있는 CPU 아키텍처
나. EISC 명령어 구조
 |
– 명령어 추가 시 확장 레지스터에 새로운 값을 추가하여 확장 플래그를 활성화하여 필요한 크기의 명령어 생성 가능
다. EISC의 특징
| 특징 | 설명 |
|---|---|
| 높은 코드 밀도 | – 필요한 만큼 오퍼랜드 확장이 가능하여 프로그램 크기가 작아짐 |
| 효율적인 아키텍처 | – 오퍼랜드를 필요한 길이만큼 확장하는 구조로 16/32/64비트에서 효율적 사용 |
| 저전력 | – H/W가 간단하고 코드 밀도가 높아 전력소모가 적음 |
| 대표 제품 | – ADC AE Series |
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