ISC・RISC・VLIW・MIMDの違いとは？CPUの仕組みをレストランでわかりやすく解説

近いけど、全部が同じ分類ではないよ。

CISC、RISC、VLIWは、主にCPUが命令をどう扱うかに関係する考え方。MIMDは、複数の処理装置が複数の命令やデータを扱う並列処理の分類なんだ。

そう。そこを最初に押さえると混乱しにくいよ。

CISCは、Complex Instruction Set Computerの略だよ。

そう。CISCは、1つの命令で複雑な処理をできるようにしたCPU設計の考え方だね。

そう。例えば、メモリからデータを読み込んで、計算して、結果を書き戻すような処理を、比較的少ない命令数で表せる場合がある。

その通り。ただし、命令が複雑になる分、CPU内部の制御も複雑になりやすいんだ。

RISCは、Reduced Instruction Set Computerの略だよ。

そう。RISCは、命令を単純化して、1つ1つの命令を高速に処理しやすくする考え方だね。

かなり対照的だね。CISCは複雑な命令を持つ方向、RISCは単純な命令を効率よく実行する方向だよ。

その通り。でも、命令が単純なのでパイプライン処理などで高速化しやすいというメリットがあるんだ。

整理するとこんな感じだよ。

VLIWは、Very Long Instruction Wordの略だよ。

そう。複数の処理を1つの長い命令にまとめて、同時に実行する方式だよ。

そのイメージでOK。例えば、足し算、掛け算、データ移動などを同時に実行できるように、あらかじめ1つの長い命令として並べておくんだ。

主にコンパイラが決める。どの命令を同時に実行できるかをコンパイラ側で考えて、長い命令として並べるんだ。

CPU側の制御を比較的単純にしながら、複数の処理を並列実行しやすいことだね。

そう。実行時にCPUが複雑な判断をするのではなく、コンパイル時に並列化できる命令をまとめる考え方だよ。

コンパイラの性能に大きく依存することだね。うまく並列化できないと、長い命令の中に空きができて効率が落ちることがある。

MIMDは、Multiple Instruction, Multiple Dataの略だよ。

そう。複数のプロセッサやコアが、それぞれ別々の命令を、別々のデータに対して実行する並列処理の方式だよ。

その通り。例えば、1つのコアが画像処理をして、別のコアが通信処理をして、さらに別のコアが計算処理をするようなイメージだね。

そう。CISCやRISCは命令セット寄り、MIMDは並列処理の分類だよ。

よく出てくるね。比較すると分かりやすいよ。

その理解でバッチリ。

こう整理すると分かりやすいよ。

とても良い整理だね。

レストランで考えてみよう。

CISCは、「カレーセットを作って」という1つの命令で、ご飯を盛る、ルーをかける、サラダを付ける、飲み物を用意する、まで含まれている感じだね。

RISCは、「ご飯を盛る」「ルーをかける」「サラダを付ける」のように、単純な命令を組み合わせる感じ。

VLIWは、「ご飯を盛る、サラダを用意する、飲み物を注ぐ」を1つの長い指示にまとめて、同時に進める感じだよ。

MIMDは、複数の店員がそれぞれ別々の仕事をする感じ。1人はカレー、1人は会計、1人は配達を同時に行う。

そうだね。さらに、VLIWはコンパイラが並列実行できる命令をまとめる方式、と覚えておくと理解しやすいよ。

そこは違うよ。MIMDは並列処理の分類で、CISCやRISCとは見ている観点が違うんだ。

違うよ。命令を単純化して効率よく実行しやすくする考え方であって、低性能という意味ではないんだ。

そう単純ではないよ。CISCにもメリットがあるし、現代のCPUでは内部的にさまざまな工夫がされている。CISCとRISCを単純に優劣で見るより、設計思想の違いとして理解するのが大事だよ。

その理解でバッチリ。まとめて覚えるなら、CISCは複雑命令、RISCは単純命令、VLIWは長い命令で並列実行、MIMDは複数命令・複数データの並列処理、と押さえておこう。