REDUCE
INSTRUCTION SET COMPUTER (RISC) .
Kata “reduced” berarti pengurangan pada set instruksi.
RISC merupakan rancangan arsitektur CPU yang mengembil dasar filosofi bahwa
prosesor dibuat dengan arsitektur yang tidak rumit dengan membatasi jumlah
instruksi hanya pada instruksi dasar yang diperlukan saja. Dengan kata lain
RISC adalah arsitektur komputer dengan kumpulan perintah (instruksi) yang
sederhana, tetapi dalam kesederhanaan tersebut didapatkan kecepatan operasi
setiap siklus instruksinya. Kebanyakan pada proses RISC , instruksi operasi
dasar aritmatik hanya penjumlahan dan pengurangan, untuk perkalian dan
pembagian sudah dianggap operasi ang kompleks. RISC menyederhanakan rumusan
perintah sehingga lebih efisien dalam penyusunan kompiler yang pada akhirnya
dapat memaksimumkan kinerja program yang ditulis dalam bahasa tingkat tinggi.
Ada beberapa elemen penting dalam arsitektur RISC,
yaitu :
Ø Set instruksi yang terbatas
dan sederhana
Ø Register general-purpose
yang berjumlah banyak, atau pengguanaan teknologi kompiler untuk mengoptimalkan
pemakaian regsiternya.
Ø Penekanan pada
pengoptimalan pipeline instruksi.
Ciri-ciri karakteristik RISC :
Ø Instruksi berukuran
tunggal.
Ø Ukuran yang umum adalah 4
byte.
Ø Jumlah mode pengalamatan
data yang sedikit, biasanya kurang dari lima buah.
Ø Tidak terdapat pengalamatan
tak langsung.
Ø Tidak terdapat operasi yang
menggabungkan operasi load/store dengan operasi aritmatika .
Ada tiga buah elemen yang menentukan karakter arsitektur RISC, yaitu:
• Penggunaan register dalam
jumlah yang besar. Hal ini dimaksudkan untuk mengoptimalkan pereferensian
operand.
• Diperlukan perhatian
bagi perancangan pipeline instruksi. Karena tingginya proporsi instruksi
pencabangan bersyarat dan prosedur call, pipeline instruksi yang bersifat
langsung dan ringkas akan menjadi tidak efisien.
• Terdapat set
instruksi yang disederhanakan (dikurangi).
Perkembangan RISC
Pada tahun 1980, John Cocke di IBM menghasilkan minikomputer eksperimental, yaitu
IBM 801 dengan prosesor komersial pertama yang menggunakan RISC. Pada tahun itu
juga, Kelompok Barkeley yang dipimpin David Patterson mulai meneliti rancangan
RISC dengan menghasilkan RISC-1 dan RISC-2.
Pemakai Teknik RISC
• IBM dengan Intel
Inside-nya.
• Prosessor PowerPC,
prosessor buatan motorola yang menjadi otak utama komputer Apple Macintosh.
Konsep Arsitektur
RISC
Konsep arsitektur RISC banyak menerapkan proses eksekusi pipeline. Meskipun
jumlah perintah tunggal yang diperlukan untuk melakukan pekerjaan yang
diberikan mungkin lebih besar, eksekusi secara pipeline memerlukan waktu yang
lebih singkat daripada waktu untuk melakukan pekerjaan yang sama dengan
menggunakan perintah yang lebih rumit. RISC memerlukan memori yang lebih besar
untuk mengakomodasi program yang lebih besar. Dengan mengoptimalkan penggunaan
memori register diharapkan siklus operasi semakin cepat.
PIPELINING.
Pengertian
pipelining, pipelining yaitu suatu cara yang digunakan untuk melakukan
sejumlah kerja secara bersama tetapi dalam tahap yang berbeda yang dialirkan
secara kontinu pada unit pemrosesan. Dengan cara ini, maka unit pemrosesan
selalu bekerja.
Teknik pipeline ini dapat diterapkan pada berbagai
tingkatan dalam sistemkomputer. Bisa pada level yang tinggi, misalnya program
aplikasi, sampai pada tingkat yang rendah, seperti pada instruksi yang
dijalankan oleh microprocessor
-
Pengenalan Pipeline.
Prosesor Pipeline yang berputar adalah prosesor baru untuk arsitektur
superscalar komputasi. Ini didasarkan pada cara yang mudah dan pipeline yang
biasa, struktur yang dapat mendukung beberapa ALU untuk lebih efisien dalam
pengiriman dari bagian beberapa instruksi. Daftar nilai arus yang berputar di
sekitar pipa, dibuat oleh dependensi data lokal. Selama operasi normal, kontrol
sirkuit tidak berada pada jalur yang kritis dan kinerja hanya dibatasi oleh
data harga. Operasi mengalir dengan interval waktu sendiri. Ide utama dari
Pipeline Prosesor yang berputar adalah circular uni-arah mengalir dari memori
register oleh pusat waktu logika dan proses secara parallel dari operasi ALU.
-
Keuntungan
pipelining .
1. Waktu
siklus prosesor berkurang, sehingga meningkatkan tingkat instruksi dalam
kebanyakan kasus( lebih cepat selesai).
2. Beberapa
combinational sirkuit seperti penambah atau pengganda dapat dibuat lebih cepat
dengan menambahkan lebih banyak sirkuit. Jika pipelining digunakan sebagai
pengganti, hal itu dapat menghemat sirkuit & combinational yang lebih
kompleks.
3. Pemrosesan
dapat dilakukan lebih cepat, dikarenakan beberapa proses dilakukan secara
bersamaan dalam satu waktu.
-
Kerugian
pipeline .
1. Pipelined prosesor menjalankan
beberapa instruksi pada satu waktu. Jika ada beberapa cabang yang mengalami
penundaan cabang (penundaan memproses data) dan akibatnya proses yang dilakukan
cenderung lebih lama.
2. Instruksi latency di
non-pipelined prosesor sedikit lebih rendah daripada dalam pipelined setara.
Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa intruksi ekstra harus ditambahkan ke jalur
data dari prosesor pipeline.
3. Kinerja prosesor di
pipeline jauh lebih sulit untuk meramalkan dan dapat bervariasi lebih luas di
antara program yang berbeda.
4. Karena beberapa instruksi
diproses secara bersamaan ada kemungkinan instruksi tersebut sama-sama
memerlukan resource yang sama, sehingga diperlukan adanya pengaturan yang tepat
agar proses tetap berjalan dengan benar.
5. Sedangkan ketergantungan
terhadap data, bisa muncul, misalnya instruksi yang berurutan memerlukan data
dari instruksi yang sebelumnya.
6. Kasus Jump, juga perlu
perhatian, karena ketika sebuah instruksi meminta untuk melompat ke suatu
lokasi memori tertentu, akan terjadi perubahan program counter, sedangkan
instruksi yang sedang berada dalam salah satu tahap proses yang berikutnya
mungkin tidak mengharapkan terjadinya perubahan program counter.
Sumber : http://andi-granderist.blogspot.com/2013/01/pipelining-risc-dan-prosesor-paralel.html