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Prozessoren (CPUs) in Computern benötigen einen Befehlssatz, um überhaupt zu wissen, was dieser mit den Daten machen muss. Die ersten Prozessoren für Computer arbeiteten mit der so genannten "Mikroprogrammierung". Als "Mikroprogrammierung" bezeichnet man eine Art Steuersprache für Schalter, also den internen Transistoren in einem Prozessor. Im laufe der weiteren Entwicklung sind die Prozessoren immer Leistungsfähiger geworden. Die einfache "Mikroprogrammierung" reichte irgendwann nicht mehr aus, um die komplexen Aufgaben eines Prozessors umzusetzen.

So hat der CPU Hersteller Intel 1978 mit dem 8086 Prozessor den CISC (Complex Instruction Set Computer) Befehlssatz eingeführt, der in den 1970er Jahren von IBM entwickelt wurde. Übersetzt heißt das etwa "Computer mit komplexem Befehlssatz". Genau das bietet auch der CISC-Befehlssatz, sehr komplexe Einzelbefehle.

Die Vorteile des CISC-Befehlssatzes:

Der CISC-Befehlssatz ist sehr komplex. Somit konnten damit alle erforderlichen Rechenformeln leicht umgesetzt werden. Der CISC-Befehlssatz ist darauf ausgelegt, bei den anstehenden Aufgaben alle nötigen Daten zu laden und dann damit zu rechnen. Dadurch sind die meisten Daten immer direkt verfügbar und können schnell verarbeitet werden.

Die Nachteile des CISC-Befehlssatzes:

Was zum einen Vorteile sind, können aber auch Nachteile sein. Dadurch, dass der CISC-Befehlssatz sehr komplex ist und auf die Daten im Speicher angewiesen ist, benötigen diese Prozessoren einiges an Leistung und damit Strom und sind relativ unflexibel.

Die Betriebssysteme und Programme

Bereits 1980 kam mit QDOS das erste Betriebssystem für den CISC-Befehlssatz heraus. Aus QDOS wurde ende der 1980er Jahre 86-DOS und dann Mitte 1981 MS-DOS aus dem dann wiederrum 1985 Windows 1.0 entstanden ist. Auch die Programme für die x86 Prozessoren wurden seit dem für den CISC-Befehlssatz geschrieben. Das ist bis heute so geblieben.

Gibt es Alternativen?

Ja, die gibt es. Bereits Ende der 1960er Jahre wurde der RISC-Befehlssatz entwickelt, der somit älter ist als der CISC-Befehlssatz. RISC steht für "Reduced Instruction Set Computer" also auf deutsch etwa "Computer mit reduziertem Befehlssatz". Der Vorteil ist, dass Prozessoren mit diesem Befehlssatz deutlich ressourcenschonender arbeiten. Diese laden nicht erst alles benötigte in den Speicher sondern arbeiten die Programme in kleinen Häppchen sofort ab. Damit können diese Prozessoren mit weniger Energie ähnlich gute Leistung wie Prozessoren mit dem CISC-Befehlssatz erbringen.

Der Nachteil ist, dass Prozessoren mit dem RISC-Befehlssatz spezielle Betriebssysteme und Programme benötigen. Daher laufen die beliebten Programme für x86 Rechner nicht auf Rechnern mit Prozessoren mit dem RISC-Befehlssatz.
Allerdings haben die Prozessorhersteller hier schon vor einiger Zeit eine Lösung entwickelt, wie man dieses Problem umgehen kann. Seit dem "Pentium Pro" 1995 schaltet Intel z.B. vor seine Prozessoren, die intern mit dem RISC-Befehlssatz arbeiten, einfach eine Funktionseinheit mit dem CISC-Befehlssatz, die die Befehle einfach in RISC-Befehle "übersetzt". Natürlich macht das AMD ähnlich. So konnte die Leistung der Prozessoren gesteigert werden, bei geringerer Energieaufnehme und es können weiterhin die bekannten Standardprogramme verwendet werden.

Reine Prozessoren mit dem RISC-Befehlssatz hatten von 1974 bis etwa 1991 ihre Blütezeit. In diesen Jahren wurden solche Prozessoren sehr viel bei Servern und Workstations eingesetzt, die dann z.B. mit dem UNIX-Betriebssystem liefen. Anfang der 1990er Jahre stellte man aber auch hier mehr und mehr auf x86 Prozessoren mit dem CISC-Befehlssatz um. Lediglich Apple verwendete noch bis 2006 PowerPC Prozessoren mit dem RISC-Befehlssatz, stellte aber dann auch auf x86 Prozessoren von Intel um.

2007 kam dann wieder die gegenteilige Wende für CPUs mit dem RISC-Befehlssatz. Das erste Smartphone von Apple kam auf den Markt. Genau für diese kleinen Geräte, bei denen zwar die Leistung stimmen muss, aber auch der Energieverbrauch und die Wärmeentwicklung nicht hoch sein dürfen, sind Prozessoren mit dem RISC-Befehlssatz ideal geeignet. Hier wird auch ein eigenes "neues" Betriebssystem verwendet, dass man leicht für diese Prozessoren anpassen konnte. Man musste also nicht auf bereits bestehende "Standards" achten. So werden heute fast ausschließlich RISC-Prozessoren in den SoCs für mobile Systeme eingesetzt.
Der Absatz von Prozessoren mit dem RISC-Befehlssatz steigt seit dem unaufhörlich an, wohingegen der Absatz von x86 Prozessoren mit dem CISC-Befehlssatz nachlässt.

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Letzte Aktualisierung: 25.02.2017
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