CISCを徹底解説!CPUの複雑な命令セットを初心者向けにわかりやすく理解する
生徒
「CPUのCISCという言葉を見たんですが、読み方も意味もよくわからないんです。なんだか難しそうな印象があります。」
先生
「CISCの読み方はシスクといいます。正式名称はComplex Instruction Set Computer(コンプレックス インストラクション セット コンピュータ)で、複雑な命令をまとめて処理できるCPUの考え方のことです。」
生徒
「複雑な命令をまとめて…というところが気になります。どういうメリットがあるんでしょう?」
先生
「良いポイントですね。ではCISCの特徴や、どんな歴史があって生まれたのか、初心者でも理解しやすいように説明していきましょう。」
1. CISCとは?読み方と基本の意味
CISCとはComplex Instruction Set Computer(コンプレックス インストラクション セット コンピュータ)の略で、読み方はシスクです。複雑な命令(インストラクション)を1つの命令として処理できるCPUの設計思想のことを指します。
CISC方式のCPUでは「複雑な処理を1つの命令で実行する」ことが可能で、たとえばメモリ操作や計算、条件分岐などをまとめて行う高度な命令が用意されています。そのため、プログラムを書く人にとっては少ない命令で複雑な処理が実現しやすい特徴があります。
2. CISCの特徴を初心者向けにわかりやすく解説
CISCの最大の特徴は「1つの命令が多くの動作を行う」という点です。たとえばデータの読み出しと計算を同時に行う命令や、複数の条件を確認する命令などが存在し、命令の内容がとても豊富です。
また命令の種類が多い分、CPU内部の回路も複雑になります。ひとつの命令がさまざまな処理を行うため、デコードや実行の仕組みが細かく設計されています。この複雑さがCISCの名前の由来にもなっています。
3. CISCが生まれた歴史と背景
CISCの設計思想が生まれた背景には、昔のコンピュータではメモリが高価で、容量が少なかったという事情があります。命令数を減らし、少ないプログラムコードで多くのことを実行できるようにすることが重要だったため、複雑な命令を1回で実行できるCISC方式が重視されました。
また、当時のプログラマはアセンブリ言語で直接命令を書くことが多く、シンプルな命令だけでは効率の良いプログラミングが難しかったため、多機能な命令があるCISCが便利だったという理由もあります。
4. CISCのメリットとデメリット
CISCには多くのメリットがあります。まず、複雑な処理が1つの命令で行えるため、プログラムの命令数が少なくて済みます。その結果、メモリの消費が減り、読み込むプログラムのサイズも小さくできます。
一方でデメリットもあります。1つの命令の処理内容が複雑なため、CPU内部の回路が大きくなり、動作の制御が難しくなります。また、複雑な命令を実行するために時間がかかる場合もあり、すべての命令が常に高速というわけではありません。
5. CISCとRISCの違いを簡単に理解する
CISCとよく比較されるのがRISC(リスク)です。RISCは簡単で高速な命令を中心に設計されており、命令の種類が少ないのが特徴です。対してCISCは命令の種類が多く、複雑な処理が1命令で実行できます。
現代のCPUではCISCとRISCの考え方が混在しており、どちらかだけを採用しているわけではありません。たとえば有名なパソコン向けCPUではCISC風の命令を持っていますが、内部ではRISC風に処理する仕組みを取り入れていることもあります。このように両者の良い点を活かしたハイブリッドな構造が一般的になっています。