【りすくしすく】

RISC / CISC とは?

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💡 CPUの命令を、どう設計するかの考え方

CPUの命令セット設計を分類するRISCとCISC。単純化した命令と複合的な命令の考え方、命令の長さと実性能を分けて解説します。

📌 このページのポイント
RISC / CISC:命令セットの設計RISC比較的単純な命令を組み合わせる例:Arm・RISC-VCISC複合的な処理の命令も持つ例:x86ISAの約束と、CPU内部の実装は別同じISAでも異なるCPUを作れるRISCの全命令が1クロック・固定長とは限らない分類名だけで速度・電力・用途は決まらない
小箱は命令設計の基本像で実際の命令長・数・性能比ではありません。比較的単純な命令の組合せと複合的な命令を対比し、現代のCPU内部を分類だけで決めません。
ひよこ ひよこ
RISCとCISCは、何の違い?
ペンギン先生 ペンギン先生
CPUがソフトウェアへ提供する命令セットの設計の違いだ。RISCは比較的単純な命令を組み合わせ、CISCは複合的な処理の命令も持つ、という基本像で理解しよう。
ひよこ ひよこ
命令セットとCPUの内部は同じ?
ペンギン先生 ペンギン先生
別だよ。命令セットは、使える命令や振る舞いの約束。マイクロアーキテクチャはそれを内部でどう実装するか。同じ命令セットでも、性能や内部構成の違うCPUを作れる。
ひよこ ひよこ
RISCなら、どの命令も1クロック?
ペンギン先生 ペンギン先生
そうは限らない。命令の種類、内部実装、データを待つ状態で実行時間は変わる。1命令の完了までの時間と、一定時間に処理する命令数も区別しよう。
ひよこ ひよこ
RISCの命令の長さは、必ず固定?
ペンギン先生 ペンギン先生
基本の説明には固定長の例が多いけれど、すべてには当てはまらない。RISC-Vの基本命令は32ビットで、圧縮拡張には16ビットの命令がある。同じプログラムで混在する構成もあるんだ。
ひよこ ひよこ
スマホはRISC、PCはCISCと覚える?
ペンギン先生 ペンギン先生
代表例としてArmやRISC-VはRISC、x86はCISCだけれど、用途の境界ではない。Armもマイコンから大きな計算機まで幅広く実装される。名前だけで省電力や高性能とは判断しない。
ひよこ ひよこ
RISC-VはCPUの製品名?
ペンギン先生 ペンギン先生
一つのCPU製品ではなく、公開された命令セットの仕様だ。基本と拡張を組み合わせ、異なる実装がある。対応する命令や拡張、ソフトウェアの条件を確認しよう。
もっと詳しく知りたい人へ

RISCなら、プログラムの命令数も常に少ない?

分類名から、プログラムが実行する命令数は決まりません。行いたい処理、使える命令、コンパイラの変換などで変わります。命令数が少ないことと、処理が速いことも同じではありません。

試験では固定長と可変長だけを覚えればよい?

典型的な設計の比較は役立ちますが、問題の対象や前提を読んで答えます。現実の仕様には拡張や例外があります。すべてのRISCが固定長、すべて1クロックと一般化しないことが大切です。

ペンギン
まとめ:ざっくりこれだけ覚えればOK!
「RISCとCISC」って出てきたら「CPUの命令セット設計を分類する考え方」と思えばだいたいOK!
📖 おまけ:英語の意味
「Reduced Instruction Set Computer / Complex Instruction Set Computer」 = 縮小命令セットコンピュータ / 複合命令セットコンピュータ
💬 RISCは比較的単純な命令を組み合わせる設計、CISCは複合的な処理を行う命令も持つ設計として学びます。現代のCPUを二つの決まりだけで説明する分類ではありません。

参考資料

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