RISC là gì và tại sao kiến trúc vi xử lý này lại quan trọng trong thiết bị hiện đại?

Trong lĩnh vực công nghệ, đặc biệt là thiết kế vi xử lý và kiến trúc máy tính, câu hỏi RISC là gì? thường được nhiều người đặt ra. Đây là một thuật ngữ quan trọng, ảnh hưởng đến cách thức hoạt động và hiệu suất của các thiết bị điện tử hiện nay. Vậy chính xác thì RISC là gì, nó khác gì so với các kiến trúc khác như CISC, và vì sao nó lại quan trọng? Bài viết dưới đây sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn toàn diện và dễ hiểu nhất.

Khái niệm cơ bản về RISC là gì?

RISC là viết tắt của cụm từ Reduced Instruction Set Computer, nghĩa là máy tính với tập lệnh giản lược. Nói một cách đơn giản, đây là một triết lý thiết kế bộ vi xử lý tập trung vào việc sử dụng các lệnh đơn giản và đồng nhất. Mỗi lệnh trong kiến trúc RISC chỉ thực hiện một thao tác cụ thể, giúp tăng tốc độ xử lý và giảm độ phức tạp của phần cứng.

Khi hỏi RISC là gì, nhiều người thường nhầm lẫn rằng đây là một kiến trúc cụ thể. Tuy nhiên, RISC thực chất là một khái niệm tổng quát, mô tả cách thức tổ chức và xử lý tập lệnh trong CPU.

So sánh giữa RISC và CISC

Để hiểu rõ hơn RISC là gì, chúng ta cần nhìn qua sự khác biệt giữa RISC và CISC, là hai hướng tiếp cận phổ biến trong thiết kế vi xử lý.

CISC là viết tắt của Complex Instruction Set Computer. Trong khi RISC chỉ thực hiện một thao tác tại một thời điểm, CISC có thể thực hiện nhiều thao tác phức tạp hơn trong một lệnh duy nhất. Tuy nhiên, sự phức tạp này khiến cho việc giải mã và thực thi lệnh trở nên chậm hơn và khó tối ưu hóa.

Ngược lại, kiến trúc RISC đơn giản hơn và được thiết kế để xử lý nhanh hơn. Mặc dù cần nhiều lệnh hơn để hoàn thành một tác vụ, nhưng nhờ cấu trúc đồng nhất, CPU RISC có thể sử dụng kỹ thuật pipelining để tăng tốc độ xử lý và tiết kiệm tài nguyên.

Một số ví dụ về kiến trúc RISC

Khi tìm hiểu RISC là gì, bạn sẽ bắt gặp nhiều ví dụ thực tế về các bộ xử lý được xây dựng theo nguyên lý này. ARM là ví dụ nổi bật nhất. Đây là kiến trúc được sử dụng trong phần lớn điện thoại thông minh hiện nay và ngày càng mở rộng sang máy tính bảng, máy tính xách tay và thậm chí cả máy chủ.

Ngoài ARM, các kiến trúc khác như PowerPC cũng từng rất phổ biến. PowerPC được sử dụng trong nhiều máy tính của Apple cũng như trong các máy chơi game. Những kiến trúc này đều dựa trên triết lý đơn giản hóa tập lệnh, tối ưu hóa tốc độ và hiệu quả.

Trong khi đó, x86 là ví dụ tiêu biểu của kiến trúc CISC. Đây là loại CPU được sử dụng phổ biến trên máy tính để bàn và máy tính xách tay truyền thống.

Lịch sử phát triển và sự hình thành của RISC

Để hiểu sâu hơn RISC là gì, cần quay lại những năm 1980 khi dự án Berkeley RISC ra đời tại Đại học California. Dưới sự dẫn dắt của giáo sư David Patterson, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một nguyên mẫu vi xử lý hoạt động hiệu quả hơn nhờ việc đơn giản hóa tập lệnh. Đây là lần đầu tiên thuật ngữ RISC được sử dụng và từ đó trở thành nền tảng cho hàng loạt kiến trúc vi xử lý hiện đại.

Cùng thời điểm đó, một dự án khác có tên MIPS được phát triển tại Đại học Stanford, cũng sử dụng triết lý RISC. Mặc dù là dự án cạnh tranh, nhưng cả hai đều chứng minh được tiềm năng vượt trội của kiến trúc tập lệnh đơn giản và hiệu quả.

RISC-V là gì và có phải là RISC?

Một trong những điều dễ gây nhầm lẫn khi đặt câu hỏi RISC là gì chính là sự xuất hiện của cái tên RISC-V. Mặc dù có tên gọi tương tự, RISC-V không phải là cách viết khác của RISC, mà là một kiến trúc cụ thể được phát triển theo nguyên lý RISC.

RISC-V được phát triển từ năm 2010 cũng tại Đại học California, với mục tiêu tạo ra một kiến trúc tập lệnh mã nguồn mở, miễn phí bản quyền. Điều này khác biệt hoàn toàn so với ARM, một kiến trúc RISC phổ biến nhưng thuộc sở hữu độc quyền và yêu cầu cấp phép khi sử dụng.

RISC-V được phát hành cho cộng đồng vào năm 2015 và nhanh chóng nhận được sự quan tâm của giới công nghệ. Việc không phải trả phí bản quyền giúp các nhà sản xuất chip nhỏ có cơ hội tiếp cận công nghệ hiện đại với chi phí thấp hơn.

Ứng dụng thực tế của RISC-V hiện nay

Mặc dù chưa được sử dụng rộng rãi trên điện thoại di động như ARM, nhưng RISC-V đã bắt đầu xuất hiện trong nhiều thiết bị thực tế. Ví dụ, chip bảo mật Titan M2 trên điện thoại Pixel của Google được thiết kế dựa trên RISC-V.

Ngoài ra, nhiều tập đoàn lớn như NVIDIA, Seagate và Western Digital cũng đang có kế hoạch phát triển các dòng sản phẩm sử dụng RISC-V trong tương lai. Điều này cho thấy tiềm năng lớn của kiến trúc này trong việc thay thế hoặc bổ sung cho các giải pháp phần cứng hiện tại.

RISC là gì và tại sao bạn nên quan tâm?

Như vậy, trả lời cho câu hỏi RISC là gì, ta có thể nói đây là một triết lý thiết kế vi xử lý tập trung vào sự đơn giản, hiệu quả và khả năng mở rộng. Nhờ tính chất này, RISC đã trở thành nền tảng cho nhiều bộ xử lý hiện đại mà chúng ta sử dụng hàng ngày. Việc hiểu rõ khái niệm RISC không chỉ hữu ích cho các kỹ sư phần cứng hay lập trình viên, mà còn giúp người dùng cuối nắm bắt được xu hướng công nghệ, từ đó đưa ra lựa chọn hợp lý hơn khi mua thiết bị hoặc tìm hiểu về phần cứng máy tính.

Tổng kết

Trong thời đại công nghệ phát triển không ngừng, việc hiểu rõ các thuật ngữ cơ bản là điều cần thiết. Câu hỏi RISC là gì không chỉ giúp bạn làm rõ một khái niệm kỹ thuật mà còn mở rộng hiểu biết về cách mà các thiết bị xung quanh chúng ta vận hành. Kiến trúc RISC và đặc biệt là RISC-V chắc chắn sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ, đóng vai trò quan trọng trong thế hệ vi xử lý tương lai.

Nếu bạn quan tâm đến hiệu năng xử lý, tiết kiệm năng lượng và công nghệ vi xử lý tiên tiến như RISC, đừng bỏ lỡ các thiết bị công nghệ thông minh tại FPT Shop. Khám phá ngay laptop, smartphone, tablet... chính hãng, cập nhật công nghệ mới nhất!

Xem nhanh: Máy tính bảng

Xem thêm:

• Malware Mirai là gì và mối đe dọa nghiêm trọng từ mạng botnet IoT nguy hiểm nhất thế giới
• ARM là gì? Tìm hiểu định nghĩa và chức năng của bộ xử lý ARM