CISC, RISC, ARM e SoC explicados de maneira simples!

Sempre existiram diversas arquiteturas de computador, atualmente existem relativamente poucas, comparado há algumas décadas. Hoje exploraremos alguns dos termos mais frequentes neste assunto de maneira simplificada, você entenderá de uma vez o que é CISC, RISC, ARM e SOC, para ficar por dentro das conversas sobre tecnologia e compreender melhor sobre como computadores funcionam. Também, ligaremos o assunto ao nosso querido Linux e ao presente momento na história da tecnologia. 

RISC, a arquitetura mais comum em smartphones

Um acrônimo para Reduced Instruction Set Computer, a arquitetura RISC é caracterizada por utilizar um conjunto bastante reduzido de instruções, sendo projetados para serem executados rapidamente e com muita eficiência energética. Isso só é possível porque as instruções são simples e otimizadas, permitindo que cada uma seja executada em um único ciclo de processamento.

RISC é comum em dispositivos móveis ou embarcados, justamente por consumir menos energia, permitindo mais autonomia às baterias. Uma marca que contribui muito para a popularização dessa arquitetura, é a ARM, companhia que conta com diversos designs RISC no mercado, que só podem ser utilizados via licenciamento, ainda assim, presentes na maioria dos dispositivos móveis atuais.

Também é relevante notar que existe a arquitetura RISC-V, baseada em RISC, mas diferente dos ARM, é open source, podendo ser replicada por qualquer companhia.

CISC, a mais popular entre computadores pessoais

Um acrônimo para Complex Instruction Set Computer, a arquitetura CISC contém um conjunto bem mais amplo de instruções, permitindo realizar operações mais complexas em cada ciclo. Isso simplifica a programação, mas demanda um hardware mais complicado, frequentemente com maior consumo energético.

É frequentemente encontrado em computadores pessoais e servidores, onde o desempenho em operações mais complexas é essencial. A arquitetura CISC mais popular é a X86, criada pela Intel, presente em diversas gerações de processadores da empresa e também da concorrente AMD.

Uma revolução no mundo dos processadores

Embora forneça designs de processadores há bastante tempo, a ARM se popularizou muito com os smartphones. Ainda assim, a arquitetura RISC contém vantagens que a permitiram reinar em computadores pessoais até então. Entretanto, a Apple, em 2020, trouxe uma nova perspectiva ao mercado, lançando computadores embarcando chips Apple Silicon, baseados em ARM.

Os novos computadores da marca resolveram problemas de superaquecimento e consumo excessivo de bateria, mantendo um alto desempenho, agregando peculiaridades de software, com a camada de compatibilidade da arquitetura antiga para a nova, Roseta 2, e de hardware, graças ao SoC.

Um acrônimo para System On a Chip, os SoC são chips que contém encapsuladas, diversas partes críticas de um computador, como processador, GPU, memória e, em alguns casos, até mesmo o armazenamento. Essa proximidade física entre as partes permite uma transmissão de dados muito mais rápida entre elas.

Este ganho de velocidade permite que os novos computadores da Apple sejam muito rápidos e com melhor aproveitamento dos recursos de hardware do que estamos acostumados a ver no CISC da Intel ou AMD. Por outro lado, essa integração de componentes gera a inconveniência ao consumidor de reduzir as possibilidades de trocas de peças antigas por outras melhores. Uma conveniência para a Apple, já que para ter um computador melhor, precisa trocar a máquina inteira, mantendo a demanda ao longo prazo.

Definitivamente, os computadores com chip ARM da Apple estão fazendo sucesso, eles podem ser pioneiros no mercado de desktop de alto desempenho, mas não foram os primeiros com a arquitetura.

Desde 2012, existem os Raspberry Pi, computadores muito pequenos, com pouco consumo energético, populares entre entusiastas em projetos de Internet das Coisas (IoT), que podem ser utilizados em computadores de baixo desempenho.

Atualmente, alguns modelos do Raspberry Pi 5 conseguem até mesmo reproduzir vídeos em 4K, entretanto, seu desempenho não chega nem perto de um MacBook, em termos de desktop. Por outro lado, eles contém diversas portas de expansão, que aliadas ao seu design, permitem a criação dos experimentos mais variados em hardware, servidores, automação e IoT, uma proposta praticamente oposta à da Apple.

Tipicamente, desde o início, os Raspberry Pi trazem como sistema operacional, alguma distro Linux. Não à toa, a maioria das principais distribuições contém uma versão ARM específica para estes computadores, como o Debian, Ubuntu, Fedora, e no time do Arch Linux, podemos citar o Manjaro.

Qual será o futuro da computação: RISC ou CISC? Os novos lançamentos baseados em chips da Qualcomm podem mudar a história.

Este conteúdo foi baseado no Diocast. Assista ao episódio completo, onde exploramos o universo dos processadores ARM para desktops, no contexto da Computex 2024, que pode ter mudado o Desktop para sempre, ao apresentar diversos modelos de laptops que serão agraciados com os novos processadores Snapdragon X Elite da Qualcomm.