Aula 11 - Arquiteturas RISC, CISC e EPIC

03/11/2025

As duas principais famílias de arquiteturas de computadores são as RISC e CISC. Elas determinam a quantidade e complexidade das instruções suportadas nativamente por um chip.

CISC (Complex Instruction Set Computer) refere-se a uma arquitetura de computador que utiliza um conjunto de instruções extenso e complexo. O objetivo desta arquitetura é minimizar o número de instruções por programa, sacrificando a quantidade de ciclos por instrução.
RISC (Reduced Instruction Set Computer) representa um design de processadores que utilizam um conjunto mais simples de instruções, que são executadas preferencialmente em um único ciclo de clock. Esse modelo procura reduzir a complexidade do hardware.

Primeiramente, é necessário ressaltar que ambos os processadores conseguem executar qualquer programa de computador moderno, desde que este tenha sido compilado para sua arquitetura. A principal diferença entre as arquiteturas está na quantidade de instruções de máquina presentes no código de linguagem de máquina (executável .exe) da aplicação. Além disso, os processadores RISC podem utilizar o pipelining de forma mais eficiente, já que suas instruções possuem uma menor duração em média.

A tabela a seguir compara as arquiteturas com mais detalhes:

	RISC	CISC
Quantidade de instruções	Menor	Maior
Tipos de instruções	Simples e otimizadas	Complexas e especializadas
Conjuntos de arquiteturas	Arm, PowerPC e RISC-V	x86, IA-64 e IBM Z
Marcas de processadores	Qualcomm, Apple, MediaTek e Samsung	Intel e AMD
Exemplos de uso	Celulares, tablets, smartwatches, roteadores	Desktops e notebooks

Arquiteturas CISC geralmente são mais complexas que as RISC, pois tem um conjunto de instruções mais complexo e mais numeroso, porém a diferença de complexidade entre as duas é mais teórica do que prática nos dias de hoje, já que ambas evoluíram para atender necessidades específicas e solucionar desvantagens.

No geral, arquiteturas RISC costumam ser mais eficientes em consumo de energia do que as CISC, pois é possível projetar chips que entendam menos instruções. Também é possível projetar CPUs do tipo CISC com menor consumo energético e menor geração de calor, como por exemplo processadores Intel Atom x86 para smartphones Android. No entanto, esse tipo de aplicação costuma ser menos comum no CISC.

Exemplos de outras arquiteturas

EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing): foi desenvolvida como uma arquitetura de alto desempenho extremamente paralela. Ela depende de que o compilador reorganize o código no executável para o máximo de paralelismo possível enquanto o hardware foca em executar as instruções. Sua maior limitação foi a necessidade desses compiladores especializados, o que resultou em um hardware caro e com baixa quantidade de softwares disponíveis para ele
ZISC (Zero Instruction Set Computer): é uma arquitetura que se baseia nos princípios de correspondência de padrões e ausência de microinstruções. Esses chips são comparáveis a redes neurais, mas desenvolvidos no formato de hardware. É uma arquitetura que permite o hardware possuir uma capacidade de aprendizado de padrões e reconhecimento de lógica, mas com a limitação de poder ser não-determinística.