Header Ads Widget

రెడ్యూస్‌ ఇన్‌స్ట్రక్షన్‌ సెట్‌ కంప్యూటర్‌



RISC
కంప్యూటర్‌కు గుండె మరియు మెదడు అనదగేవి ప్రోసెసర్లు. తొలితరం ప్రోసెసర్ల స్పీడ్‌తో నేటి కంప్యూటర్ల ప్రోసెసర్లను పోలిస్తే ఆశ్చర్యమేస్తుంది. తొలితరం కంప్యూటర్లు స్పీడ్‌ నత్తనడకను తలపించేవి. అప్పట్లో కంప్యూటర్లు పనిచేసే వేగాన్ని కిలో హెడ్జ్‌లలో కొలిచేవారు. పిసిలు, ఎక్స్‌టిలు తరువాత కాలానికి ఎటిలూ వాడకంలోకి వచ్చాయి. అయినా వాటి వేగాలు నేటి కంప్యూటర్‌ స్పీడ్‌కు ఏమాత్రం సాటిరావు. నేటి కంప్యూటర్‌ గిగాహెడ్జ్‌ వేగంతో పరుగెడుతుంది. ఎలక్ట్రానిక్‌ రంగంలో అభివృద్ధికారణంగా వాక్యూమ్‌ ట్యూబుల స్థానంలో ట్రాన్సిస్టర్లు, ఆ తరువాత ఇంటిగ్రేటెడ్‌ సర్క్యూట్లు వచ్చిన కారణంగా ఈ వేగం సాధ్యమైంది. ప్రోసెసర్ల డిజైన్ల విషయంలో కూడా అనేక మార్పులు చోటు చేసుకొన్నాయి. ప్రోసెసర్ల వేగాన్ని విశేషంగా ప్రభావితం చేసినది RISC (రెడ్యూస్‌ ఇన్‌స్ట్రక్షన్‌ సెట్‌ కంప్యూటర్‌) ఆర్కిటెక్చర్‌.
1960 దశకానికి ముందు కంప్యూటర్లు ప్రాథమిక దశలో వుండేవి. మెమరీ, ప్రాసెసింగ్‌ సామర్థ్యం, వేగం చాలా తక్కువగా వుండేవి. కంపైలర్స్‌గా వుండేవికావు. ప్రోగ్రామ్‌లన్నీ మిషన్‌ కోడ్‌ లేదా అసెంబ్లీ లాంగ్వేజీలలో వ్రాయబడేవి. అప్పట్లో కంప్యూటర్‌ శాస్త్రవేత్తలు సాఫ్ట్‌వేర్‌ వ్రాయడం కన్నా హార్డ్‌వేర్‌ను డిజైన్‌ చేయడం తేలికని భావించేవారు. హార్డ్‌వేర్‌ డిజైన్‌ చేయడంలో ఇబ్బందులు, సమస్యలు, పరిమితులూ వున్నప్పటికీ దానినే ఎంచుకునేవారు. ఎంత సామర్థం గల హార్డ్‌వేర్‌ను రూపొందించినా చిన్న చిన్న ప్రోగ్రామ్‌ల ద్వారా క్లిష్టమైన పనులను చేయించవలసి వచ్చేది. మెమెరీ ఖరీదు చాలా ఎక్కువ వుండటం వలన స్టోరేజ్‌ సామర్థ్యం కిలోబైట్స్‌ను మించి వుండేదికాదు. దీనికి తోడు మెమెరీ మ్యాగెటిక్‌ టెక్నాలజీతో పనిచేసేది. దీనితో డేటాను, ప్రోగ్రామ్‌లను స్టోర్‌ చేయడం, వాటిని వెలికితీసి ప్రోగ్రామింగ్‌ ఎగ్జిక్యూటివ్‌ చేయడానికి ఎక్కువ సమయం పట్టేది. దీనివలన మొత్తం మెమరీని ఆక్రమించి మరొక ఇబ్బందికి దారితీసేది. ప్రోగ్రామ్‌లు వేగంగా సామర్థవంతంగా పనిచేయించాలంటే ప్రోగ్రామ్‌లను సాధ్యమైనంత క్లుప్తంగా వ్రాయవలసి వచ్చేది.
ఈ సమస్యను అధిగమించడం కోసం ప్రోగ్రామర్లు ఒకే ఇన్‌స్ట్రక్షన్‌ లేదా స్టేట్‌మెంట్‌ ద్వారా సాధ్యమైనన్ని ఆపరేషన్స్‌ జరిగే విధంగా ప్రోగ్రామ్స్‌ వ్రాసేవారు. (ప్రోగ్రామ్‌లోని ప్రతి ఇన్‌స్ట్రక్షన్‌ అనేక లో లెవెల్‌ ఆపరేషన్స్‌ చేయగలిగే విధంగా ప్రోగ్రామ్‌లు వ్రాయబడేవి.) మెమరీ నుంచి డేటాని వెలికి తీయడం, కూడికలు, తీసివేతలు వంటి గణాంకాలు లెక్కగట్టడం, డేటా స్ట్రక్చర్‌, ఆరైని ఏక్సెస్‌ చేయడం వంటి అనేక పనులు ఒకే ఇన్‌స్ట్రక్షన్‌ ద్వారా అనేక మెమరీ లొకేషన్స్‌ని ఏక్సెస్‌ చేయవలసి రావడంతో ఇన్‌స్ట్రక్షన్స్‌ చాలా క్లిష్టంగా తయారయ్యేవి. కంపైలర్స్‌ లేకపోవడం చేత కాంప్లెక్స్‌ ఇన్‌స్ట్రక్షన్స్‌ని హార్డ్‌వేర్‌ సామర్థ్యం ఆధారంగానే సాధించవలసి వచ్చేది. అందుకు పెద్ద పెద్ద సర్క్యూట్లను డిజైన్‌ చేయవలసి వచ్చేది. సర్క్యూట్‌ పెద్దది కావటంవలన ఖర్చు ఎక్కువైపోయ్యేది. ఖర్చును తగ్గించడానికి శాస్త్రవేత్తలు చేసిన ప్రయత్నాలు ఫలించలేదు. కాంప్లెక్స్‌ ఇన్‌స్ట్రక్షన్స్‌ని సాధించడానికి ఉద్దేశించి రూపొందించబడిన అప్పటి ప్రోసెసర్‌ టెక్నాలజీని కాంప్లెక్స్‌ ఇన్‌స్ట్రక్షన్‌ సెట్‌ కంప్యూటర్‌ (CISC) అనేవారు.
ఒక పరిమితిని దాటి కాంప్లెక్స్‌ ఇన్‌స్ట్రక్షన్స్‌ని హార్డ్‌వేర్‌ ద్వారా సాధించడం సాధ్యంకాదని తెలియడంతో శాస్త్రవేత్తలు ప్రత్యామ్నాయ మార్గాల కోసం అన్వేషణ ప్రారంభించారు. దీనితో కంపైలర్స్‌ డిజైన్‌ చేయబడ్డాయి. (కంపైలర్స్‌ ప్రోగ్రామ్స్‌ని ఇన్‌ఫుట్‌గా తీసుకొని వాటిని అసెంబ్లీ లాంగ్వేజ్‌లోకి మార్చి అవుట్‌ఫుట్‌గా ఇస్తాయి.) ఈ కంపైలర్స్‌ సమర్థవంతంగా పనిచేసి ఆశించిన ఫలితాలను ఇవ్వాలంటే దానిని మిషన్‌ లాంగ్వేజీలోకి మార్చగలగాలి. కంపైలర్‌ డిజైనర్స్‌ సాధ్యమైనన్ని ఫంక్షన్స్‌ని సాధించే విధంగా కంపైలర్స్‌ని ప్రోగ్రామ్‌ చేసేవారు. దీనివలన కంపైలర్స్‌ కూడా భారీ ప్రోగ్రామ్‌లు అయిపోయ్యేవి. ఇవి ఒక స్థాయి వరకే పరిమితమయ్యేవి.
అన్ని ఇన్‌స్ట్రక్షన్స్‌నీ హార్డ్‌వేర్‌ ద్వారా చేయడం సాధ్యపడలేదు. కంపైలర్‌ని కూడా ఒక స్థాయికి మించి వ్రాయడం వల్ల ప్రయోజనంలేదని పూర్వానుభవం వల్ల కంప్యూటర్‌ శాస్త్రవేత్తలకు ఈ రెండు విషయాలు అర్థమైయ్యాయి. హార్డ్‌వేర్‌, కంపైలర్స్‌ సామర్థ్యం మధ్య సమతుల్యాన్ని సాధించగలిగితే ప్రోసెసర్ల సామర్థ్యం పెంచవచ్చునని శాస్త్రవేత్తలు అభిప్రాయపడ్డారు. సంక్లిష్టమైన ఇన్‌స్ట్రక్షన్స్‌ అర్థం చేసుకోగలిగే విధంగా రూపొందించడం కోసం డిజైనర్స్‌ కంపైలర్స్‌లో అనేక ఫంక్షన్స్‌ వ్రాసేవారు. అనవసరమైన ఫంక్షన్స్‌, అరుదుగా వినియోగించే ఇన్‌స్ట్రక్షన్స్‌ గుర్తించి వాటిని తొలగిస్తే కంపైలర్‌ సామర్థ్యాన్ని పూర్తి స్థాయిలో వినియోగించుకోవచ్చని శాస్త్రవేత్తలు గుర్తించారు. సింపిల్‌ ఇన్‌స్ట్రక్షన్స్‌ ద్వారా సమయం వృద్ధా కాకుండా చూడాలని భావించి కంపైలర్స్‌కి తగినంత హార్డ్‌వేర్‌ వుండే విధంగా డిజైన్‌ చేశారు. కాంప్లెక్స్‌ ఇన్‌స్ట్రక్షన్స్‌ వ్రాయడానికి బదులుగా సింపుల్‌ ఇన్‌స్ట్రక్షన్స్‌నే సాధ్యమైనంత క్లుప్తంగా వ్రాశారు. సాధ్యమైనంత తగ్గించి వ్రాయడం ద్వారా రూపొందించిన ఈ డిజైన్‌కి రెడ్యూస్‌ ఇన్‌స్ట్రక్షన్‌ సెట్‌ కంప్యూటర్‌ (RISC) అని పేరు పెట్టారు.
RISC ఆర్కిటెక్చర్‌ రూపొందిన తరువాత కంప్యూటర్ల వేగం, సామర్థ్యం గణనీయంగా పెరిగింది. ఈ టెక్నాలజీ విజయవంతం కావడంతో అనేక కంపెనీలు తమ ప్రోసెసర్లలో వినియోగించుకొన్నాయి. నేటికి ఈ టెక్నాలజీని 3డి, వీడియో గేమ్స్‌ మిషన్లలో వినియోగపడుతోంది.

Post a Comment

0 Comments