Definición de CISC
CISC (Complex Instruction Set Computer - Computadora con Conjunto de Instrucciones Complejas) es un tipo de arquitectura de computadoras que utiliza un conjunto extenso y variado de instrucciones, permitiendo que una sola instrucción realice múltiples operaciones complejas, como acceder a la memoria, manipular datos y controlar el flujo de ejecución. Estas instrucciones pueden operar directamente con operandos almacenados tanto en registros internos como en memoria.
A diferencia de la arquitectura RISC, que utiliza un conjunto reducido de instrucciones simples, CISC busca minimizar la cantidad de instrucciones necesarias para ejecutar una tarea, a costa de que cada instrucción pueda requerir varios ciclos de reloj para completarse. Por ejemplo, una instrucción CISC puede sumar dos valores almacenados en memoria y guardar el resultado en una sola operación, mientras que en RISC serían necesarias varias instrucciones más simples para lograr lo mismo.
Un ejemplo destacado de arquitectura CISC es la familia de procesadores x86 de Intel, ampliamente utilizada en computadoras personales (PC). Otros ejemplos históricos incluyen el Motorola 68000 y el Zilog Z80.
Con el avance de la tecnología, se han incorporado técnicas en los microprocesadores CISC modernos para mejorar su eficiencia, como la traducción interna de instrucciones complejas a micro-operaciones más simples (similares a las instrucciones RISC). Esto permite aprovechar técnicas de paralelismo y aumentar la velocidad de procesamiento.
Ventajas y desventajas de CISC
- Ventajas: Permite escribir programas más compactos, ya que una sola instrucción puede realizar tareas complejas. Es compatible con una gran variedad de software legado y facilita la programación en lenguajes de alto nivel.
- Desventajas: El hardware es más complejo y costoso de diseñar y fabricar. Las instrucciones complejas pueden dificultar la implementación de técnicas modernas de ejecución paralela y optimización del rendimiento.
Comparación entre CISC y RISC
- CISC: Conjunto de instrucciones complejo y variado, instrucciones que pueden realizar varias operaciones, mayor compatibilidad hacia atrás, hardware más complejo.
- RISC: Conjunto de instrucciones reducido, instrucciones simples y uniformes, mayor facilidad para implementar paralelismo y optimizaciones, hardware más sencillo y eficiente energéticamente.
Por ejemplo, procesadores ARM (RISC) dominan en dispositivos móviles por su bajo consumo energético, mientras que x86 (CISC) sigue siendo predominante en computadoras de escritorio y servidores.
Aplicaciones y uso actual
Aunque la arquitectura CISC ha sido en parte desplazada por RISC en dispositivos móviles y embebidos, sigue siendo fundamental en computadoras personales, estaciones de trabajo y servidores. Además, se utiliza en sistemas que requieren compatibilidad con aplicaciones antiguas o donde la eficiencia de espacio de código es prioritaria.
Características principales de la arquitectura CISC
- Gran cantidad de instrucciones, muchas de ellas especializadas.
- Capacidad para realizar operaciones complejas con una sola instrucción.
- Acceso directo a memoria desde muchas instrucciones.
- Menor necesidad de escribir múltiples instrucciones para tareas complejas.
Ejemplos de procesadores CISC
- Intel x86 (Pentium, Core i3/i5/i7/i9, etc.)
- Motorola 68000 (usado en el Apple Macintosh original y consolas como Sega Genesis)
- Zilog Z80 (usado en computadoras personales de los años 80 y consolas de videojuegos)
Impacto en el rendimiento
El uso de instrucciones complejas puede reducir la cantidad de instrucciones necesarias, pero puede aumentar la complejidad interna del procesador y el número de ciclos de reloj por instrucción. Por ello, los procesadores CISC modernos emplean técnicas avanzadas para mantener un rendimiento competitivo frente a los diseños RISC.
¿Sigue vigente la arquitectura CISC?
Sí, la arquitectura CISC sigue siendo ampliamente utilizada, especialmente en el ámbito de las computadoras personales y servidores, gracias a su compatibilidad con el extenso ecosistema de software existente. Sin embargo, la tendencia en dispositivos móviles y sistemas embebidos favorece a RISC por su mayor eficiencia energética.
Tecnologías empleadas en CPUs |
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| • Arquitectura |
• Harvard (Modified Harvard) • von Neumann • Dataflow • TTA |
| • Conjunto de instrucciones |
• ASIP • CISC • EDGE • EPIC • MISC • MIPS • NISC • OISC • RISC • TRIPS • VLIW • ZISC |
| • Tamaño de palabra (word) |
• 1 bit • 4 bit • 8 bit • 9 bit • 10 bit • 12 bit • 15 bit • 16 bit • 18 bit • 22 bit • 24 bit • 25 bit • 26 bit • 27 bit • 31 bit • 32 bit • 33 bit • 34 bit • 36 bit • 39 bit • 40 bit • 48 bit • 50 bit • 60 bit • 64 bit • 128 bit • 256 bit • 512 bit • bit variable |
| • Ejecución (ciclo de instrucción) |
• Segmentación (pipelining): Bubble, Operand forwarding |
| • Computación paralela |
• Paralelismo a nivel de Bit: bit-serial, palabra • Paralelismo a nivel de Instrucción: escalar, superescalar • Paralelismo de Datos: vector • Paralelismo a nivel de Memoria (MLP) • Paralelismo a nivel de Tareas: hilo de ejecución (thread) |
| • Multihilo |
• Temporal multithreading • Simultaneous multithreading: HyperThreading |
| • Taxonomía de Flynn |
• SISD • SIMD • MISD • MIMD (SPMD) • Modos de direccionamiento (addressing mode) |
| • Tipos |
• Procesador digital de señales (DSP) • GPGPU • Microcontrolador • Unidad de procesamiento físico (PPU) • System on a chip (SoC) • Celular (cellular architecture) |
| • Componentes |
• Unidad de generación de direcciones (address generation unit o AGU) |
| • Gestión de energía |
• APM • ACPI • Escala de frecuencia dinámica (Dynamic frequency scaling) • Escala de tensión dinámica (Dynamic voltage scaling) • Gating de reloj (clock gating) |
| • Seguridad por hardware de CPU |
• NX bit |
Autor: Leandro Alegsa
Actualizado: 03-07-2025
¿Cómo citar este artículo?
Alegsa, Leandro. (2025). Definición de CISC. Recuperado de https://www.alegsa.com.ar/Dic/cisc.php
