CISC / Complex Instruction Set Computer

CISC（Complex Instruction Set Computer）は、複雑な命令セットを持つコンピュータアーキテクチャの一種です。以下に、CISCの詳細を説明します。

複雑な命令セット: CISCは、多くの複雑な命令を持ち、各命令が複数の操作を実行できるように設計されています。これにより、プログラムの記述が簡潔になります。
可変長命令: CISCプロセッサは、命令の長さが可変であり、複雑な処理を1つの命令で実行できます。
直交性: CISCは、豊富なアドレッシングモードを備えており、任意の演算でどのアドレッシングモードでも使用できるように設計されています。

CISCの概念は、初期のコンピュータ設計に由来します。初期のCPUは、半導体の集積度が低く、複雑な命令を実行するために多くのステージを必要としました。これにより、CISCアーキテクチャが発展しました。

x86アーキテクチャ: 代表的なCISCプロセッサとして、Intelのx86アーキテクチャがあります。これは、パーソナルコンピュータやサーバーで広く使用されています。
メインフレーム: IBMのSystem/360やPDP-11などのメインフレームもCISCアーキテクチャを採用しています。

RISCとCISCの比較

命令セットの複雑さ:
- RISC: 単純で少数の命令セットを持ち、各命令が1クロックサイクルで実行されるように設計されています。これにより、命令のデコードと実行が高速化されます。
- CISC: 複雑で多様な命令セットを持ち、各命令が複数の操作を実行できるように設計されています。これにより、プログラムの記述が簡潔になりますが、命令のデコードと実行に時間がかかることがあります。
命令の長さ:
- RISC: 固定長命令を使用し、命令のデコードが容易になります。
- CISC: 可変長命令を使用し、複雑な処理を1つの命令で実行できます。
パイプライン処理:
- RISC: パイプライン処理が効率的に行われ、高いクロック周波数で動作可能です。
- CISC: 複雑な命令が多いため、パイプライン処理が難しくなることがあります。
メモリ操作:
- RISC: ロード/ストアアーキテクチャを採用し、メモリ操作を専用の命令に限定します。
- CISC: 命令がメモリに直接アクセスできるため、明示的なロード/ストア命令の必要性が減ります。

RISC:
- スマートフォン: ARMプロセッサはRISCアーキテクチャの代表例で、スマートフォンやタブレットに広く使用されています。省電力性能と高性能を両立しています。
- 組み込みシステム: RISCプロセッサは、組み込みシステムやIoTデバイスでも広く使用されています。シンプルな命令セットと低消費電力が求められるためです。
CISC:
- パソコン: Intelのx86アーキテクチャはCISCの代表例で、デスクトップPCやノートPCに広く使用されています。複雑な処理を効率的に行えるため、多様な作業をこなすPCに適しています。
- サーバー: 高度な計算能力が求められるサーバー環境でもCISCプロセッサが使用されています。