RISC là gì, RISC V là gì và chúng khác nhau như thế nào?

Khi nói về bộ vi xử lý, x86 và ARM là hai thuật ngữ xuất hiện nhiều nhất, đặc biệt nếu chúng ta đang nói về các thiết bị gần đây. Nhưng có rất nhiều kiến ​​trúc khác ngoài kia. Ví dụ, bạn có thể đã nghe tên RISC và RISC-V thỉnh thoảng nổi lên.

Mặc dù có những cái tên giống nhau, chúng không thể là những khái niệm khác nhau. Vậy RISC là gì và RISC-V là gì? Và sự khác biệt là gì?

RISC là gì?

RISC là một thuật ngữ rộng có nghĩa là “máy tính tập lệnh giảm.” Về cơ bản, một máy tính RISC về cơ bản được thiết kế để chạy các hướng dẫn riêng lẻ, đơn giản hơn. So với CISC (máy tính tập lệnh phức tạp), bộ xử lý RISC sử dụng độ dài lệnh thống nhất cho hầu hết các lệnh. Ngược lại, các lệnh CISC phức tạp hơn và có thể thực hiện các hoạt động ở mức thấp và nhiều bước.

Để đơn giản hóa, bộ xử lý RISC có thể thực hiện các lệnh đơn giản hơn, thống nhất, trong khi CISC có thể thực hiện các lệnh với độ phức tạp và phạm vi khác nhau. Mỗi lệnh RISC chỉ có thể thực hiện một việc tại một thời điểm, trong khi các lệnh CISC có thể làm nhiều việc đồng thời. Bởi vì các hướng dẫn được viết bằng mã đơn giản hơn và có bản chất đơn giản hơn, bộ xử lý RISC thường cần nhiều hướng dẫn hơn để đạt được các nhiệm vụ tương tự như bộ xử lý CISC. Sự khác biệt này có thể được bù đắp bằng cách tăng tốc độ mà CPU RISC có thể thực hiện các tác vụ đó bằng cách sử dụng pipelining. Vì chúng đơn giản hơn, bộ xử lý RISC cũng có thể được thiết kế nhanh hơn bộ xử lý CISC và chúng có thể chạy mã hiệu quả hơn.

Vì RISC không phải là một kiến ​​trúc mà là một thuật ngữ rộng, nhiều kiến ​​trúc CPU có thể được coi là RISC. Một trong những kiến ​​trúc bộ xử lý RISC nổi tiếng nhất là ARM, cung cấp năng lượng cho điện thoại thông minh của chúng ta và gần đây là một số máy tính xách tay và máy tính của chúng ta. Những người khác bao gồm PowerPC, đã được sử dụng trong máy tính Apple và bảng điều khiển trò chơi trong một thời gian dài. Trong khi đó, x86 có thể được coi là một thiết kế CISC vì nó phức tạp hơn.

Thuật ngữ RISC được đặt ra bởi dự án nghiên cứu Berkeley RISC do David Patterson đứng đầu tại Đại học California, Berkeley, từ năm 1980 đến năm 1984. Hóa ra, dự án đã thực sự thành công và thuật ngữ “RISC” sẽ tiếp tục bao gồm tất cả các máy tính tập lệnh đều giảm — ngay cả một dự án MIPS cạnh tranh do Đại học Stanford phát triển cùng thời gian cuối cùng được gọi là kiến ​​trúc RISC. Đối với dự án Berkeley cụ thể đó, nó tiếp tục được sử dụng bởi vi kiến ​​trúc SPARC do Sun Microsystems phát triển — một kiến ​​trúc cuối cùng sẽ đóng vai trò là nguồn cảm hứng cho kiến ​​trúc ARM trong điện thoại thông minh của chúng tôi.

RISC-V là gì?

Mặc dù bản thân RISC không phải là một kiến ​​trúc cụ thể, bạn có thể đã bị nhầm lẫn bởi một kiến ​​trúc lấy và sử dụng tên RISC. Đó là RISC-V. Đó là một kiến ​​trúc tập lệnh (ISA) được phát triển bởi Đại học California, Berkeley, nhằm thể hiện các nguyên tắc của bộ xử lý RISC đồng thời là một tiêu chuẩn nguồn mở. Trong khi ARM, kiến ​​trúc RISC được biết đến nhiều nhất, là độc quyền và cần được cấp phép bởi các nhà sản xuất chip, RISC-V có nghĩa là miễn phí bản quyền và nói chung, được sử dụng miễn phí cho tất cả mọi người.

RISC-V bắt đầu được phát triển vào năm 2010 và được phát hành cho cộng đồng mở vào năm 2015. Tất nhiên, khi RISC-V được phát hành, ARM đã có trong hàng triệu điện thoại thông minh trên toàn thế giới. Nhưng không giống như ARM, RISC-V được phát triển và phát hành với mục đích đưa một thiết kế CPU ra ngoài có mã nguồn mở, có thể mở rộng và có thể được triển khai trên bất kỳ thiết bị nào mà không cần tiền bản quyền dưới bất kỳ hình thức nào. Theo các nhà thiết kế, có một kiến ​​trúc CPU sử dụng miễn phí có thể giảm đáng kể chi phí của phần mềm bằng cách cho phép tái sử dụng nhiều hơn và cho phép cạnh tranh nhiều hơn.

RISC-V không phải là một kiến ​​trúc đang được triển khai rộng rãi trên điện thoại thông minh hay bất cứ thứ gì tương tự — xét cho cùng, hầu hết chúng đều sử dụng ARM hoặc x86. Tuy nhiên, nó vẫn được sử dụng. Cụ thể hơn, RISC-V đã được sử dụng trong điện toán đám mây, máy chủ và các ứng dụng nhúng. Các thiết kế dựa trên RISC-V đã biết bao gồm chip bảo mật Titan M2 được sử dụng bởi điện thoại thông minh Pixel. Có nhiều trường hợp sử dụng được lên kế hoạch cho kiến ​​trúc RISC-V trong tương lai, bao gồm cả những trường hợp sử dụng từ các công ty tên tuổi như NVIDIA và Seagate. Vì nó miễn phí bản quyền, nó làm giảm chi phí và kết thúc là tốt hơn cho tất cả mọi người.

RISC so với RISC-V: Sự khác biệt là gì?

Thoạt nhìn, một số người có thể nghĩ rằng RISC-V là một biến thể của RISC và RISC là một kiến ​​trúc tập lệnh. Rốt cuộc, chúng có tên tương tự, vì vậy rất có thể có chỗ cho sự nhầm lẫn. Nhưng điều đó không thể xa sự thật hơn. Như chúng tôi đã trình bày chi tiết trước đây, sự khác biệt nằm ở chỗ một là một kiến ​​trúc tập lệnh thực tế, trong khi cái kia là một thuật ngữ tổng quát bao gồm nhiều kiến ​​trúc CPU.

Như chúng ta đã đề cập trước đây, RISC là một thuật ngữ rộng được sử dụng để nói về các máy tính tập lệnh giảm — thuật ngữ này bao gồm một loạt các kiến ​​trúc CPU với các thiết kế và khả năng đơn giản hơn, một số trong số chúng được sử dụng tích cực bởi hàng tỷ thiết bị và một số khác đã được không dùng nữa theo thời gian. Và thuật ngữ này tồn tại để phân biệt các loại máy tính này với CISC, hoặc máy tính tập lệnh phức tạp, một thuật ngữ được sử dụng để mô tả kiến ​​trúc x86 được sử dụng bởi hầu hết các PC trên toàn thế giới, cũng như một số ít khác.

Và sau đó, RISC-V là kiến ​​trúc tập lệnh dựa trên thiết kế RISC, nhưng so với các kiến ​​trúc RISC khác như ARM, RISC-V là mã nguồn mở thay vì độc quyền, có nghĩa là bất kỳ nhà sản xuất chip nào cũng có thể tạo thiết kế dựa trên RISC-V mà không phải trả tiền tiền bản quyền hoặc phí cấp phép cho bất kỳ ai. Nó được thiết kế để sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau và được nhiều nhà sản xuất silicon cũng như nhiều hệ điều hành mã nguồn mở hỗ trợ.

Một loại mô tả một loại CPU, trong khi cái kia là kiến ​​trúc CPU theo đúng nghĩa của từ đó là một sự thay thế cho ARM và các CPU RISC khác.

RISC-V và RISC không giống nhau

Thuật ngữ RISC được sử dụng để nói về một số loại bộ xử lý nhất định và nó là thuật ngữ xác định một loạt các kiến ​​trúc. Tuy nhiên, một số người lầm tưởng rằng RISC là một kiến ​​trúc CPU. Những người làm có lẽ đang nghĩ về RISC-V và nhầm nó với thuật ngữ RISC. Bây giờ, bạn biết sự khác biệt.