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[2316] CISCとRISC (15 レス)
2001/05/29(Tue) 10:02:54
こくぼ さん
Web: (none)
最近CPUの違いとしてCISCとRISCがあまり強調されなくなってますね。
CISCは実質的に無くなったからでしょうかね。
CISCとRISCの違いが何か調べることがあり、何かの本に載っていたのか、
誰かに聞いたのか忘れましたが、一番の違いはメモリに対する処理の
違いだと言うのです。
CISCはメモリに対して色々な操作ができるが、RISCはロード・ストア
しかできないという点に尽きることでした。
要は、メモリとレジスタのデータ移動を最小にする問題に捉え
最適な実装法がRISCだったということでしょうか。
この違いを聞いて、非常に納得してしまいました。

1. 98 2001/05/29(Tue) 11:27:58
RISCとCISCの簡単な違いを教科書的に述べると、

RISC(Reduced Instruction Set Computer)
高速性重視/命令長固定/命令形式少数/アドレス修飾は簡単なもの/レジスタ数多い/メモリアクセスは転送命令のみ/ワイヤードロジック/パイプライン的処理

CISC(Complex Instruction Set Computer)
機能重視/命令長可変/命令形式多様/アドレス修飾多様/レジスタ数少ない/メモリアクセスには多様な命令を用意/マイクロプログラム/逐次的処理

SPARCやPowerPC、MIPSなどをRISC、PentiumやK6など386系ProcessorをCISCというのが現在における計算機のプロセッサ分類・・・なのですが、IA-ProcessorにもRISC技術が入ってきているため、もはや区別がつきにくくなっていますね。
ただ、科学技術計算ではやはりRISC系が速いことは確かです。計算の規模が大きくなるとPentium4/IIIやAthlon程度では話になりません。

2. BlackBox 2001/05/29(Tue) 12:20:21
ちょっと便乗質問IA-64のItaniumはRISCとCISCのどっちになるのでしょうか?

3. 毎黒仮節渡万 2001/05/29(Tue) 12:50:31
IntelはPentiumあたりからRISCの血が入ってきましたね。
PowerPCは逆にRISCの割には命令数が多いという…。

ItaniumはPA-RISCベースなので、RISCに入ると思います。

4. Mikky 2001/05/29(Tue) 14:40:31
>計算の規模が大きくなるとPentium4/IIIやAthlon程度では話になりません。
どのプロセッサと比べてなのでしょうか?非常に興味があります。

5. おおあめ 2001/05/29(Tue) 14:59:29
>>計算の規模が大きくなると
いや、アスロン1.33GhzをLANで256台つなげて並列処理すれば・・・(爆)。

6. こくぼ 2001/05/29(Tue) 15:27:52
>>計算の規模が大きくなるとPentium4/IIIやAthlon程度では話になりません。
>どのプロセッサと比べてなのでしょうか?非常に興味があります。

見方は2つあるでしょう。
一つはアドレッシング空間の大きさ。さすがに32ビット空間では2GBで頭打ちなため、科学技術計算の大規模計算には足りないでしょう。
もう一つは、メモリ性能でしょうか。PC2100 DDR SDRAMとかPC800 DRDRAMでもメモリ性能は足りないのでしょうね。RISC系のCPUシステムでのメモリ性能はどのくらいなんでしょうね。

7. Mikky 2001/05/29(Tue) 16:07:27
>いや、アスロン1.33GhzをLANで256台つなげて並列処理すれば・・・(爆)。
実際には2台程度繋げるだけでも充分WSより速いんですけどね・・・。


>ただ、科学技術計算ではやはりRISC系が速いことは確かです。計算の規模が大きくなるとPentium4/IIIやAthlon程度では話になりません。
私の調べた限り単CPUではALPHA21264>P4≧PA-8700>>その他大勢(SPEC CFP2000より)
(ベクトル機は含まない)
で、意外にもATHLON1.33GはSUN BLADEやSGI origin3.2kと同等の性能を持ってるようです。
Pen3の頃からWS用CPUとPC用CPUの逆転現象が起こり始めたようですが、いわゆるRISC系CPUはL2キャッシュが大容量なので
Spec95の頃は有利に見えただけという意見もあります。

実際、大規模な科学技術計算の能力を見るためのベンチといったら姫野ベンチが最も一般ですが、かつて憧れだったRISC系WSは散々たる結果です。

もちろん開発環境やメモリ空間など、RISC系WSを使う意義はまだあります。I/O周りもまだ優位ですね。
しかし、計算スピード重視ならあまりメリットはないというのが実際です。
もっとも、いくら金を掛けても良い(ン千万単位)というなら話は別ですが・・・

ちなみに先日、研究室に入ってきたP4-1.7Gマシンですが、姫野ベンチでWin2k上にて350MFLOPS出ました。
(ちなみに雷鳥1G with PC-100では130MFLOPS)
Linux上では500MFLOPS出るらしいのでOSがよろしくないと言うことでしょう。
参考までに姫野ベンチはこちら。結果も載ってます(CPUの数にも留意して下さい。)
http://w3cic.riken.go.jp/HPC/HimenoBMT/index.html

8. Mikky 2001/05/29(Tue) 16:15:24
>見方は2つあるでしょう。
計算速度に関する話なので、前者はないでしょう。
後者の場合、まさにそのおかげでP4が速いようです。特に大規模計算の場合、メモリアクセスが鬼ですからねぇ・・・

9. こくぼ 2001/05/29(Tue) 17:18:22
>計算速度に関する話なので、前者はないでしょう。
確かに話の流れ的にはそういうことでした。私のレスの直後のレスでもそのような趣旨のことを述べてますね。

>もちろん開発環境やメモリ空間など、RISC系WSを使う意義はまだあります。I/O周りもまだ優位ですね。
>しかし、計算スピード重視ならあまりメリットはないというのが実際です。

ただ大規模計算といったとき、最近感じるのはメモリ空間の大きさが32ビットでは足りなくなってきているということです。
浮動小数点倍精度で、2GBは2次元配列で16384*16384、3次元配列で645*645*645です。
一気にこれだけの配列を取ることはないでしょうが、トータルで2GBを超える計算をしたい場合もちらほら出てくるのでしょうね。
#話がそれてスミマセン。

高速計算をしたい場合は、メモリ性能が如何に速いシステムを利用するか、メモリアクセスを如何に減らすかにかかってますよね。
まあ、HWの制約がある以上、メモリアクセスを極力減らして計算させるかがポイントなんでしょう。

10. Mikky 2001/05/29(Tue) 18:12:27
>RISC系のCPUシステムでのメモリ性能はどのくらいなんでしょうね。
私も興味があるので有名どころをざっと調べてみました。単位はCPUメモリ間の転送速度[GB/s]
SGI Origin 3k  3.2
SGI Origin 2k  0.78(読み違いかも)
SUN BLADE 1k 3.2
SUN Ultra80 1.8
Compaq XP1000 2.6
HP c3600 2.0
メモリアクセスは十分速いように思われるので、CPUがバスを活かせてないのでしょうか。
#WSの名誉のため付け加えますが、I/O周りはかなり(場合によってはメモリアクセス以上に)速いです。

>一気にこれだけの配列を取ることはないでしょうが、トータルで2GBを超える計算をしたい場合もちらほら出てくるのでしょうね。
実は・・・取りたいです(笑
現在のマシンでは1GBなのでせいぜい280x280x280(を3x4組)程度しか取れませんが、8GBになれば2倍に(涎
しかし計算量が4乗に比例してくるので時間は16倍に(涙
#21264-16パラ?(買えません

11. Pico_Chan 2001/05/29(Tue) 19:57:49
RISCって、レーザープリンタに使われている安いヤツじゃないの??

12. こくぼ 2001/05/29(Tue) 20:08:54
>私も興味があるので有名どころをざっと調べてみました。単位はCPUメモリ間の転送速度[GB/s]
>もっとも、いくら金を掛けても良い(ン千万単位)というなら話は別ですが・・・
スパコンで調べてみました。(ン億単位などでさらに関係ないですが。しかもRISC、CSICとの比較でも関係ないですが...。)
NEC SX-5/16A 1280GB/S
FUJITSU VPP5000 不明
HITACHI SR8000 不明

FUJITSU、HITACHIどちらもWEB上では情報公開してないようです。
#マシンのピーク性能は出ていましたが、メモリ性能は出てませんでした。
分かった情報によるとメモリ性能は400倍以上違うのですね。

>メモリアクセスは十分速いように思われるので、CPUがバスを活かせてないのでしょうか。
とすると、アルゴリズムレベルでの最適化とコンパイラの出来次第ということでしょうね。

13. 毎黒仮節渡万 2001/05/29(Tue) 22:04:56
> RISCって、レーザープリンタに使われている安いヤツじゃないの??

安いやつが作りやすいアーキテクチャでもあるので、例えばCypressのキーボード用USBコントローラなんかもRISCが入っています。これらの場合は簡易CPUみたいな意味合いです。

# でもレーザープリンタの処理能力はけっこう必要そうですが

14. SeAL 2001/05/30(Wed) 01:11:50
プリンターを馬鹿にしてはいけません。以外とメジャーなチップを目にしますよ。
ドットやインクジェットプリンターは独自のチップであることが多いようですが
シャトル系ではSH4+V50とか。
PCレーザーではi960HD-66MHzとかPowerPC603e-100MHzとか。
まぁあくまでも一例ですけどね。

レーザープリンターは凄いですよ。最近はヒートシンクまで付いてますし。
それだけ処理が複雑になっているのでしょう。
OSにUNIXを積んだやつなんかも結構居ますしね。

RISCは命令数が少ないため単純な処理に関しては効率が良く(CISCに比べ)安いので
PCほど複雑でないところではよく見かけますね。
特にPowerPCは今後ネットワーク機器市場により一層力を入れるとの事です。
まぁ元々PowerPCは下から上までサポートできるチップですからねぇ。
上(eServeriSeriseとか)にもがんばって欲しいものです。

15. Casper-01 2001/05/31(Thu) 22:04:00
簡単に違いを説明すると、
RISC=単純な命令を大量にかつ高速に実行
SISC=複雑な命令を実行


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