ID.nl logo
RISC versus CISC, ARM versus Intel
© PXimport
Huis

RISC versus CISC, ARM versus Intel

Als je een beetje interesse hebt in IT, in computertechniek dan kan het je niet ontgaan zijn dat er langzaam aan een aardverschuiving gaande is wat het hart van computers betreft. Het aloude x86 van Intel loopt duidelijk tegen z’n limieten aan terwijl de ARM-architectuur nog meer dan genoeg ademruimte biedt. Apple is de eerste grote computerfabrikant die het hoofdstuk Intel als afgesloten beschouwt.

Laten we even beginnen met de basis uit te leggen, in heel simpele vorm. CISC staat voor Complex Instruction Set Computer en RISC voor Reduced Instruction Set Computer. Feitelijk is het ook precies die omschrijving die de lading dekt. Met CISC-instructies kunnen complexe opdrachten in één commando uitgevoerd worden (maar zoals je verderop leest is dat een beetje nep eigenlijk) terwijl RISC meerdere instructies nodig heeft om ’t zelfde te bereiken. Ofwel: CISC focust op hardware en RISC op software

In de begindagen van de pc (en vrijwel elke computer) was die focus op hardware bittere noodzaak. RAM was duur, en dus moest software zo compact mogelijk geschreven worden bijvoorbeeld. Nadeel van deze benadering is dat een CISC-processor (flink) veel meer transistors aan boord moet hebben om dat te bereiken. Alleen daarmee kon je het aantal instructies terugbrengen; door in de processorhardware complexe instructies te definiëren. Nu waren die schakelende elementen an sich wel te realiseren, desnoods met buizen. Niet goedkoop, maar nog altijd goedkoper, makkelijker en betrouwbaarder te realiseren dan werkgeheugen.

Microcode

Moderne CISC-processoren zijn bovendien niet helemáál eerlijk in hun CISC-benadering. Vrijwel elke complexe instructie wordt onder de motorkap opgebroken in een serie aan kleinere instructies, naar microcode om precies te zijn. Feitelijk kun je dus een beetje spreken van een RISC ‘kern’ in een CISC-processor. Je zult ook zien dat de een complexe CISC-instructie simpelweg meer tijd (kloktikken) kost dan een instructie van een RISC-CPU. In dat laatste geval wordt per klokpuls in principe één instructie verwerkt, klaar. Bij CISC verschilt dat per instructie aanzienlijk. Dus direct tijdwinst hoeft een complexe CISC-instructie zonder meer niet op te leveren.

Goedkoop RAM en opslag doorslaggevend

Het aardige anno nu is dat geheugen – zowel opslag als RAM – extreem goedkoop is. De nadelen van de beperkte opslagruimte komen daarmee te vervallen. Ook is het razendsnel zodat het in de praktijk weinig uitmaakt of je één of tien instructies moet ophalen. Bovendien worden vaak vooraf al instructies ingelezen door een moderne CPU, waardoor alles al intern in de CPU klaarstaat. Kortom: de noodzaak voor CISC is beduidend minder geworden aan de hardwarekant. Verder geldt dat bijna niemand meer in assembler programmeert maar in een hogere programmeertaal. Het betekent dat je als programmeur eigenlijk maar weinig kennis van de processor-architectuur hoeft te hebben. Programmeer je een stukje software voor een CISC-CPU, dan is dat ook te compileren voor RISC. Wat dat onder de motorkap aan code genereert is eigenlijk niet zo heel interessant meer.

Minder transistoren

RISC biedt inmiddels een flink aantal voordelen ten opzichte van CISC. Doordat een RISC-CPU veel minder transistoren (ook per kern in geval van een multi-core CPU) aan boord heeft kun je voor een veel compacter chipoppervlak kiezen als fabrikant. Of je gaat voor veel meer cores. In beide gevallen geldt dat energieverbruik en warmte-ontwikkeling in het voordeel van RISC uitvallen. Niet verwonderlijk dus dat RISC standaard in portable apparaten (smartphones, tablets, portable gameconsoles enzovoort) te vinden is. Ook apparaten die dag en nacht aan staan of gewoon een eenvoudige besturing vereisen en alleen daarom al energiezuinig moeten zijn beschikken over RISC-CPU’s. Denk aan je router, koffiezetapparaat, muis en eigenlijk al het kleine grut dat een microprocessor aan boord heeft.

©PXimport

Intel Atom als probeersel

Intel heeft ’t geprobeerd, een energiezuinige versie van z’n x86-processor maken. De Atom kent iedereen die ook maar een beetje geïnteresseerd is in computertechniek. Feitelijk een omlaag geklokte x86-cpu met zo min mogelijk poespas aan boord. Het ding bewijst zich (nog) in dingen als NAS'en, een enkele single board computer (vooral in industriële toepassingen waar heel geoptimaliseerde software voor een bepaalde architectuur is ontwikkeld die te kostbaar is om om te bouwen) en budget netbooks en tablets. Dat ze daar eigenlijk al niet echt geschikt voor zijn is duidelijk te merken aan de trage werking ervan. Maar goed, ze kunnen Windows draaien en dus worden ze verkocht. Het is de tragiek van de Wintel-hegemonie op de desktop.

Apple en RISC: de toekomst

Toch is Intel allang niet meer de grote speler van weleer als het gaat om marktaandeel van de CPU. Er draaien ontelbaar veel RISC-processoren verstopt in een al even ontelbaar aantal slimme apparaten. In harde getallen wordt Intel dus weggevaagd. An sich geen drama, want zij verdienden het grote geld op de desktop- en servermarkt. Maar er is een verschuiving gaande. Een van de meest opvallende ‘omschakelaars’ is Apple. Zij ontwikkelden een eigen CPU gebaseerd op een RISC-kern van ARM. ARM is een ‘fabless’ CPU-fabrikant en je kunt het bedrijf momenteel als directe concurrent van Intel beschouwen. Fabless betekent dat ARM zelf geen processor produceert. Het licentieert simpelweg een ontwerp, waarna de koper er z’n eigen fantasie op los kan laten. 

Het is precies wat Apple gedaan heeft met de nieuwe M1 die in zowel recente notebooks als desktops wordt aangetroffen. Door extreem te optimaliseren en tweaken heeft Apple van de M1 een CPU gemaakt die zich op alle fronten tenminste kan meten met de Intel-evenknieën. Alleen voor heel specifieke toepassingen is een i7 soms nog net wat sneller. Kniesoor die daar op let, 99% van de eindgebruikers gaat daar niks van merken. Aardig detail is verder nog dat Apple met z’n nieuwere versie van macOS ook een emulator voor x86-code meelevert. Daarmee kun je oude programma’s waarvan de ontwikkelaar (nog) geen RISC-versie heeft uitgebracht moeiteloos blijven gebruiken.

©PXimport

Compiler is de sleutel

De meeste ontwikkelaars zullen echter snel hun x86-gecompileerde software bij de eerstvolgende update ook voor ARM gecompileerd aanbieden. Dat proces is volop gaande en verloopt snel. Zelfs iets zwaars als de Adobe-software (denk aan Photoshop & co) is inmiddels voor zowel x86 als ARM-architectuur beschikbaar. Dat voorkomt een onnodige vertaalslag en maakt het allemaal nog weer efficiënter. Je ziet in de nieuwe computer van Apple ook direct alle voordelen van RISC terug. De macBooks hebben een ongekend lange werktijd op een volle accu, tot 20 uur. iMac’s – de desktopversie – zijn dunner dan ooit. Het warmte-management is stukken eenvoudiger dan bij de x86-iMac’s. 

Nog veel belangrijker is de enorme ademruimte die RISC biedt. De desktop-CPU M1 (feitelijk een Soc ofwel System on a Chip ofwel een compleet systeem op een chip) is klein van afmetingen. Fysiek is zijn er dus nog meer dan genoeg groeimogelijkheden. Maar eerst boekt Apple alvast winst op de structuur: 5 nm betekent heel kleine individuele transistoren op het chipoppervlak. De verwachting is dat die structuur nog verder verkleind kan worden de komende jaren. Wat betekent: nog meer transistoren op ’t zelfde oppervlak. Bij RISC kan dat, omdat het aantal in gebruik zijnde transistoren per kern laag zal blijven. Een kern toevoegen hoeft dus niet per definitie een veel grotere warmte-ontwikkeling in te te houden.

Limiet van x86 nadert

Intel heeft met z’n op leeftijd rakende x86-architectuur veel grotere problemen wat zowel warmte-ontwikkeling betreft als uitbreidingsmogelijkheden. Het enorme aantal transistoren in x86-CPU’s betekent simpelweg een steeds hardere grens die akelig dicht in de buurt is nu. Het is ook niet voor niets dat de afgelopen jaren nauwelijks vooruitgang is geboekt door Intel. Zeker: elke nieuwe generatie cpu’s is net weer wat sneller dan z’n voorganger. Maar je kunt niet oneindig veel kernen toe blijven voegen zonder het doen van concessies. Een optie om meer kernen te realiseren is de kloksnelheid verlagen bijvoorbeeld. Ook zijn er nog andere trucs denkbaar. Maar het wordt wel heel erg veel werk. Ook zie je dat de complexiteit van x86 kopzorgen levert aangaande veiligheid. Spectre en Meltdown zijn een rechtstreeks gevolg van maar zoveel mogelijk snelheid te willen persen uit een architectuur die daar eigenlijk niet echt geschikt meer voor is. En waar dus bewust concessies zijn gedaan aan veiligheid, in de hoop dat dat allemaal wel zo’n vaart niet zou lopen…

Windows, UNIX, Linux en schaalbaarheid

Vreemd genoeg hebben zowel Microsoft als Intel RISC (en dan met name ARM) de afgelopen jaren niet echt serieus genomen. Intel heeft destijds zelfs z’n ARM-divisie verkocht. Windows is een besturingssysteem dat volledig geoptimaliseerd is voor x86 CISC-architectuur. Als Microsoft zou willen breken met die belemmering, dan moet het een volledig nieuw besturingssysteem ontwikkelen. Mag nog steeds Windows heten natuurlijk, maar onder de motorkap moet het volledig afgerekend hebben met oude code. Je zou kunnen denken aan een Microsoft-distro van Linux onder de naam Windows. Klinkt gek, maar zou een veel simpeler oplossing zijn dan steeds maar voort blijven modderen met een achterhaald concept. De oude Windows-programma’s kun je dan blijven gebruiken via een emulatielaag. Hetzelfde wat Apple nu doet met macOS voor oude x86-code. Bedenk trouwens dat ook macOS maar een laag is over een oude bekende in de vorm van UNIX. Groot verschil tussen UNIX (en Linux) en Windows is, dat UNIX & co schaalbaar zijn. Van horloge tot mega-server: dit OS draait er z’n hand niet voor om. Microsoft kan Windows allang niet meer inzetten voor grote serverprojecten, dat trekt het besturingssysteem gewoon niet meer. Zelfs voor hun eigen clouddiensten worden al jaren Linux-servers gebruikt.

Op naar de toekomst!

De opkomst van ARM is niet alleen de overgang naar een nieuwe processor-architectuur. Het gebeuren luidt hoogstwaarschijnlijk ook de teloorgang van Windows als de facto besturingssysteem voor desktops in. De systeemeisen voor Windows 11 en de eigenwijsheid wat ’t ontwerp van de desktop betreft gaan dat proces alleen maar versnellen. Tel daarbij op dat de behoeften van eindgebruikers de afgelopen jaren erg veranderd zijn. Behoeften die eigenlijk niet compatibel zijn met een topzwaar OS als Windows, maar veel meer passen bij schaalbare besturingssystemen. Je snapt dan dat er flink wat interessante dingen staan te gebeuren de komende jaren!

▼ Volgende artikel
Waar voor je geld: 5 luxe keramische barbecues voor een schappelijke prijs
© Lars
Huis

Waar voor je geld: 5 luxe keramische barbecues voor een schappelijke prijs

Bij ID.nl zijn we dol op kwaliteitsproducten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt. Daarom speuren we een paar keer per week binnen een bepaald thema naar zulke deals. Met het mooie weer op komst is barbecueën erg aantrekkelijk. We vonden vijf luxe keramische modellen voor een schappelijke prijs.

Een keramische barbecue, ook wel kamado genoemd, heeft veel te bieden voor wie graag buiten kookt. Het dikke keramiek houdt de warmte goed vast, waardoor je de temperatuur veel preciezer kunt regelen dan bij een gewone stalen barbecue. Je verbruikt ook minder houtskool, wat op de lange termijn best wat geld scheelt. Leuk is dat je er niet alleen kunt grillen, maar ook roken, langzaam garen en zelfs bakken. Je eten wordt lekker mals doordat het vocht en de smaken goed bewaard blijven. De kamado kost wel wat meer dan een gewone barbecue, maar dan doorgaans ook veel langer mee.

Patton Kamado Grill Classic

De Patton Kamado Grill Classic is de ideale partner voor gezellige barbecue-avonden. Met zijn keramische behuizing zorgt deze barbecue voor een perfecte warmteverdeling en -behoud. De compacte afmetingen (een rooster van 34 cm doorsnede) en het lichte gewicht maken hem bijzonder geschikt voor balkon, terras of zelfs als aanvulling naast een grote barbecue.

Een geïntegreerde dekselthermometer zorgt dat je eenvoudig de juiste temperatuur aanhoudt, essentieel bij slow-cooking of roken. Het compacte rooster is precies goed voor kleinere gezelschappen. Voeg daarbij het tijdloze zwarte design, en je hebt een stijlvolle alleskunner die ondanks zijn formaat serieuze prestaties levert.

The Bastard BU105 Urban Compact

Wie op zoek is naar een robuuste, compacte barbecue voor kleine buitenruimtes, vindt in de The Bastard BU105 Urban Compact een uitstekende keuze. Deze kamado is vervaardigd uit hoogwaardig industrieel keramiek en biedt hierdoor niet alleen geweldige warmtebehoud, maar ook uitzonderlijke duurzaamheid. Met een grillrooster van 33 cm is hij perfect voor gezelschappen van twee tot vier personen.

Wat deze compacte krachtpatser onderscheidt, is het strakke matzwarte ontwerp gecombineerd met praktische handvatten die het verplaatsen vergemakkelijken. De geïntegreerde thermometer en het gietijzeren topventiel zorgen voor precieze controle over de temperatuur, essentieel voor slow-cooking, grillen en roken. Klein van formaat, groot in prestaties – deze Bastard laat zich niet zomaar wegzetten.

Patton Kamado

Met zijn royale kookoppervlak van 47 cm biedt de Patton Kamado alle ruimte voor een gezellige barbecue met familie en vrienden. Deze keramische barbecue combineert een klassiek uiterlijk met moderne prestaties, dankzij zijn extreem hittebestendige keramiek en ingebouwde slimme thermometer.

Bij deze barbecue draait alles om veelzijdigheid: grillen, roken, slow-cooken en zelfs bakken behoren tot de mogelijkheden. De Patton 21 inch is ontworpen om lang mee te gaan en hoge temperaturen moeiteloos te weerstaan. Daarbij zorgt het elegante design ervoor dat hij een echte eyecatcher in de tuin is. Functioneel én stijlvol tegelijk.

The Bastard Compact Compleet

Voor wie compactie én professionaliteit zoekt, is The Bastard Compact Compleet een perfecte match. Deze kamado is uitgerust met alles wat je nodig hebt voor een complete barbecue-ervaring, verpakt in een handzaam formaat met een rooster van 33 cm.

Het industriële cordieriet keramiek waaruit deze Bastard is vervaardigd, zorgt voor fantastische hittebestendigheid en isolatie. Dankzij de handige handvatten en het relatief lichte gewicht is hij eenvoudig te verplaatsen. Precieze temperatuurregeling wordt mogelijk gemaakt door een gietijzeren topventiel en geïntegreerde thermometer. Van grillen tot roken, deze compacte Bastard is altijd klaar voor actie.

Grill Guru Original Compact Basic

Compact, degelijk encompleet – zo laat de Grill Guru Original Compact Basic zich het beste omschrijven. Deze kamado heeft een grillrooster van 33 cm en is gemaakt van vuurvast keramiek, wat zorgt voor uitstekende hittebehoud tijdens het koken.

Standaard meegeleverd zijn handige accessoires zoals een plate setter, regenhoes en aspook, waardoor je meteen alle benodigdheden hebt om aan de slag te gaan. De temperatuurregeling gaat eenvoudig via de roestvrijstalen ventilatieschijf bovenop en de geïntegreerde thermometer in de deksel. Perfect voor iedereen die zonder poespas heerlijke resultaten wil behalen, en dat allemaal in een compact, handzaam formaat.

▼ Volgende artikel
Powertips voor je hogedrukreiniger (voor als het écht goed schoon moet worden)
© Zoran Obradovic | zphoto83
Huis

Powertips voor je hogedrukreiniger (voor als het écht goed schoon moet worden)

Een hogedrukreiniger is een handig hulpmiddel om hardnekkig vuil te verwijderen. Maar zonder de juiste aanpak kan het meer kwaad dan goed doen. Voordat je begint, is het belangrijk om te weten hoe je het apparaat veilig en effectief gebruikt. In dit artikel lees je waar je op moet letten om schade te voorkomen en het beste resultaat te behalen.

In dit artikel lees je handige tips over het gebruik van een hogedrukreiniger:

  • Doe het veilig
  • Druk en spuitkop goed afstemmen
  • Houd voldoende afstand
  • Werk gestructureerd: van boven naar beneden
  • Kies het juiste reinigingsmiddel
  • Let extra op bij kwetsbare materialen
  • Vergeet de lastige plekken niet

Lees ook: Zo werkt een hogedrukreiniger

Doe het veilig

Een hogedrukreiniger is geen speelgoed. De straal is krachtig genoeg om verf weg te blazen of hout te beschadigen – en kunnen dus ook letsel aan mensen veroorzaken. Draag dus altijd stevige schoenen, handschoenen en een veiligheidsbril. Houd kinderen en huisdieren uit de buurt zolang je bezig bent. Dan kun je met een gerust hart aan de slag.

Druk en spuitkop goed afstemmen

Een groot voordeel van een hogedrukreiniger is dat je de druk kunt aanpassen. Stem die altijd af op wat je wilt schoonmaken. Hout vraagt om een lagere druk, terwijl je bij vervuilde terrastegels juist wat meer kracht nodig hebt. Minstens zo belangrijk is de keuze van de spuitkop. Een brede straal werkt goed op grote oppervlakken, een smalle straal is geschikt voor hardnekkig vuil.

Veel modellen worden geleverd met opzetstukken voor verschillende toepassingen. Denk aan terrasreinigers of rioolslangen. Online is het aanbod nog groter, dus je kunt je reiniger makkelijk uitbreiden.

Ook interessant: Groene aanslag op je terras? Met deze tips krijg je het weg!

©kelifamily

Houd voldoende afstand

Dicht op het vuil spuiten lijkt misschien effectief, maar vergroot de kans op schade. Houd daarom altijd zo'n 20 tot 30 centimeter afstand van het oppervlak. Kom je te dichtbij, dan kun je verf losspuiten, hout beschadigen of zelfs glas laten barsten. Begin liever wat verder weg en werk – als het nodig is – langzaam naar het oppervlak toe.

Werk gestructureerd: van boven naar beneden

Voor een gelijkmatig resultaat werk je het best van boven naar beneden. Zo voorkom je dat vuil van boven opnieuw op al schoongemaakte delen terechtkomt. Reinig hout altijd met de nerf mee, dat voorkomt beschadigingen. Neem de tijd en werk in rustige banen, zodat het water en eventuele reiniger hun werk kunnen doen.

©Picunique

Kies het juiste reinigingsmiddel

Alleen water is niet altijd genoeg. Er zijn speciale schoonmaakmiddelen die geschikt zijn voor gebruik met een hogedrukreiniger. Kies altijd een middel dat past bij het materiaal dat je schoonmaakt én dat veilig is voor de machine. Vermijd agressieve stoffen zoals bleekmiddel: die kunnen schade veroorzaken én zijn slecht voor het milieu. Lees de verpakking voor de juiste dosering.

Reinigingsmiddelen

Speciaal voor de hogedrukreiniger

Let extra op bij kwetsbare materialen

Niet elk oppervlak is bestand tegen hoge druk. Wees voorzichtig met kwetsbare materialen zoals zacht hout, glas of afgebladderde verflagen. Ook oudere voegen in metselwerk kunnen losraken. Twijfel je? Test dan eerst op een onopvallende plek en pas de druk zo nodig aan. In sommige gevallen is een borstel of spons toch de betere keuze.

Vergeet de lastige plekken niet

Schoonmaken beperkt zich niet tot wat je direct ziet. Vuil hoopt zich vaak op in hoeken, onder tuinmeubels of langs de randen van een terras. Met een geschikte spuitkop en wat extra aandacht maak je ook die plekken goed schoon. Zo blijft het resultaat langer zichtbaar en voorkom je dat vuil snel terugkomt.