[기술 면접] CISC(Complex Instruction Set Computer)와 RISC(Reduce Instruction Set Computer)

CISC(Complex Instruction Set Computer)

"명령어 세트를 복잡하고 강력하게 만들어서, 한 방에 해결하자!"

• CISC는 이름 그대로 복잡하고 다채로운 명령어 세트를 가진 컴퓨터 구조
• 과거 메모리(RAM) 가격이 기겁할 정도로 비싸고 용량이 작았던 시절에 탄생
• 메모리 공간을 최대한 아끼기 위해, CPU 내부 하드웨어를 복잡하게 설계하더라도 "명령어 한 줄의 크기를 줄이고, 한 번에 많은 일을 처리하게 하자"는 철학을 가짐

작동 방식

• 폰 노이만 구조에서 하나의 명령어가 여러 개의 하위 작업을 동시에 수행
• 예를 들어 "메모리 A의 값과 메모리 B의 값을 더해서 다시 메모리 A에 넣어라"라는 복잡한 일을 ADD A, B라는 단 한 줄의 명령어로 처리 가능

 

대표 주자

• 인텔(Intel)의 x86 아키텍처, AMD 프로세서 (우리가 흔히 쓰는 데스크톱, 노트북 PC 계열)

 

👍 CISC의 장점

• 코드가 매우 조밀하고 명령어 한 줄이 강력하기 때문에 컴파일된 프로그램의 크기(메모리 점유율)가 작음
• 컴파일러를 만들기가 상대적으로 쉽고 단순함

 

👎 CISC의 단점

• 명령어들의 크기(Length)와 실행 시간이 제각각이라, CPU 내부 설계(제어 유닛)가 상상 초월로 복잡해짐
• 명령어 하나를 실행하는 데 여러 클럭 사이클(Clock Cycle)이 소요되므로 효율적인 파이프라이닝(Pipelining)이 어려움
• 하드웨어가 복잡한 만큼 전력을 많이 소모하고 열이 많이 발생함

 

RISC(Reduced Instruction Set Computer)란?

"다이어트하자! 단순한 명령어를 엄청나게 빠른 속도로 쪼개서 처리하자!"

 

• RISC는 CISC의 무겁고 복잡한 구조를 반성하며 등장한 단순화된 명령어 세트 컴퓨터 구조
• 메모리 기술이 발전하면서 용량이 넉넉해지자, 하드웨어를 무겁게 가져갈 필요가 없어졌음
• RISC는 "자주 쓰는 필수 명령어 몇 개만 남기고 다 제거하는 대신 모든 명령어의 크기를 똑같이 맞춰서 하드웨어가 초고속으로 처리하게 만들자"는 철학을 가짐

 

작동 방식

• 모든 명령어가 단순하고 크기가 고정되어 있음
• CISC가 한 줄로 끝낼 일(ADD A, B)을 RISC는 LOAD(메모리에서 읽기) ➡️ ADD(더하기) ➡️ STORE(메모리에 저장) 처럼 여러 줄로 쪼개서 실행
• 대신 이 단순한 조각들을 1클럭에 1개씩 공장 라인처럼 쉴 새 없이 밀어 넣는 파이프라이닝 기술을 극대화

 

대표 주자

• ARM 아키텍처 (스마트폰 칩, 애플 M 시리즈, 퀄컴 스냅드래곤), RISC-V(오픈소스 기반 차세대 반도체 규격)

 

👍 RISC의 장점

• 명령어 크기가 일정하므로 CPU 내부 제어 유닛이 아주 단순해짐
• 하드웨어 구조가 가벼우므로 전력 소모가 극도로 적고 발열이 적음 (모바일 장치에 최적)
• 모든 명령어가 규칙적으로 작동하므로 클럭 속도를 높이기 쉽고, 파이프라이닝 효율이 극대화

 

👎 RISC의 단점

• 복잡한 연산을 여러 개의 단순한 명령어로 쪼개야 하므로, 프로그램 코드의 전체 길이기 길어지고 메모리를 더 많이 차지함
• 소프트웨어를 짤 때 컴파일러가 최적화를 아주 잘 해주어야 하므로 컴파일러 설계가 까다로움

 

CISC vs RISC 한눈에 비교하기

구분	CISC (Complex)	RISC (Reduced)
철학	복잡하지만 강력한 명령어 하나로 처리	단순한 명령어를 조합해 빠른 속도로 처리
명령어 길이	가변 길이 (제각각)	고정 길이 (동일함)
실행 클럭	명령어마다 다름 (다중 클럭)	대부분 1클럭에 1개 처리
메모리 접근	명령어 내에서 메모리 직접 참조 가능	오직 LOAD, STORE 명령어로만 접근 가능
하드웨어 구조	매우 복잡함 (제어 유닛 중심)	비교적 단순함 (레지스터 중심)
전력 및 발열	높음 (고성능 데스크톱에 유리)	낮음 (모바일, 임베디드, 서버에 유리)
대표 진영	Intel x86, AMD	ARM, Apple Silicon, RISC-V