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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.

Bereits Ende der 1960er Jahre wurde der RISC-Befehlssatz entwickelt. RISC steht für "Reduced Instruction Set Computer" also auf deutsch etwa "Computer mit reduziertem Befehlssatz". Dieser Befehlssatz wurde, wie der Name schon vermuten lässt, daraufhin ausgelegt, möglichst ressourcenschonend zu arbeiten.

Die Vorteile des RISC-Befehlssatzes:

Dadurch, dass Prozessoren mit dem RISC-Befehlssatz ressourcenschonend arbeiten, können diese die Aufgaben schnell und energiesparend ausführen. Diese laden nicht erst alles benötigte in den Speicher sondern arbeiten die Programme in kleinen Häppchen sofort ab.  Somit erreichen diese Prozessoren mit geringerer Energie ähnliche Leistung wie Prozessoren für Standard Computer.
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.
Apple verwendete noch bis 2006 PowerPC Prozessoren mit dem RISC-Befehlssatz.

2007 kam dann 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.

Die Nachteile des RISC-Befehlssatzes:

Prozessoren mit dem RISC-Befehlssatz benötigen spezielle Betriebssysteme und Programme. Auf einem Computer mit diesen Prozessoren kann z.B. kein Standard Windows oder Office installiert werden. Programme für RISC-Prozessoren gibt es nicht so viele und wenn dann meistens nur für Server- oder Workstation-Anwendungen.
Anfang der 1990er Jahre stellten die meisten Hersteller mehr und mehr auf x86 Prozessoren um. Auch Apple stellte dann nach 2006 auf x86 Prozessoren von Intel um.

Bei den Standard Computern, Servern und Workstation sind Prozessoren mit dem RISC-Befehlssatz kaum noch anzutreffen.

Die Betriebssysteme und Programme

Wie bereits genannt, benötigen Prozessoren mit dem RISC-Befehlssatz spezielle dafür programmierte Software und Betriebssysteme. Das "normale" Windows läuft mit diesen Prozessoren nicht. Server und Workstation nutzten meist das UNIX-Betriebssystem. Software wurde überwiegend speziell für die benötigten Bereiche programmiert.

Apples MacOS basiert auch in Teilen auf UNIX und war somit auf einem PowerPC Prozessor mit RISC-Befehlssatz lauffähig.

Nachdem fast alle Hersteller ihre Prozessoren auf die x86 Architektur umgestellt hatten, wurde es auch im Softwarebereich ruhig. Doch dann kamen 2007 die Smartphones und später die Tablets auf den Markt. Diese arbeiten wieder mit RISC-Prozessoren und benötigen auch entsprechende Software.
Marktführer sind hier Google mit dem Betriebssystem Android und Apple mit iOS. Erst viel später konnte sich auch der Marktführer im PC-Bereich Microsoft anschließen. Microsoft gelang erst mit Windows (Phone) 8 der Durchbruch. Dafür bietet Microsoft mit Windows RT auch sein Windows 8 Betriebssystem für Prozessoren mit dem RISC-Befehlssatz an. Das ist besonders für Tablets eine interessante Alternative, wird derzeit aber noch wenig angenommen.
Daneben gibt es mit BlackBerry oder auch Symbian noch weitere Betriebssysteme für mobile Geräte und Prozessoren mit dem RISC-Befehlssatz.

Programme auf mobilen Geräten heißen Apps, abgeleitet von "Application Software" oder auf deutsch "Anwendungssoftware". Für die weit verbreiteten Betriebssysteme Android und iOS gibt es inzwischen über 900.000 Apps. Windows Phone holt hier inzwischen auch schon stark auf.

Gibt es Alternativen?

Diese Frage muss man mit JAIN beantworten. Im klassischen PC-Bereich haben sich eindeutig x86 Prozessoren, die mit dem CISC-Befehlssatz arbeiten, durchgesetzt.
Der CPU Hersteller Intel hat 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. Der CISC-Befehlssatz hat allerdings auch Nachteile, die Prozessoren benötigen einiges an Leistung und damit Strom und sind relativ unflexibel.

Dafür 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.

Im mobilen Bereich gibt es dagegen derzeit keine Alternative. Die kleinen Geräte benötigen leistungsstarke Prozessoren, dürfen aber nicht zu viel Strom verbrauchen. Genau dafür eignen sich Prozessoren mit dem RISC-Befehlssatz besonders. Diese Prozessoren entwickelt zum größten Teil die Firma ARM und verkauft dann die Designs an die Hersteller von sogenannten SoCs (System-on-a-Chip oder auf Deutsch: Ein-Chip-System). Diese bauen dann alle Funktionen in diese Chips, sodass man theoretisch nur einen solchen SoC benötigt um ein funktionstüchtiges Gerät aufzubauen.

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Letzte Aktualisierung: 25.02.2017
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