Berkeley RISC
बर्कले आर. आई. एस. सी. डिफेंस एडवांस्ड रिसर्च प्रोजेक्ट्स एजेंसी वी. एल. एस. आई. परियोजना के तहत होने वाले रिड्यूस्ड इंस्ट्रक्शन सेट कंप्यूटर (आर. आई. एस. सी.) आधारित माइक्रोप्रोसेसर डिजाइन में दो मौलिक अनुसंधान परियोजनाओं में से एक है। आर. आई. एस. सी. का नेतृत्व 1980 और 1984 के बीच कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में डेविड पैटरसन (जिन्होंने आर. आई. एस. सी. शब्द गढ़ा) ने किया था। दूसरी परियोजना कुछ ही दूरी पर स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में उनके एम. आई. पी. एस. प्रयास के तहत 1981 में शुरू हुई और 1984 तक चली। बर्कले की परियोजना इतनी सफल रही कि यह सभी समान डिजाइनों का अनुसरण करने के लिए नाम बन गया; यहां तक कि एम. आई. पी. एस. भी "आर. आई. एस. सी. प्रोसेसर" के रूप में जाना जाने लगा। बर्कले आर. आई. एस. सी. डिजाइन को बाद में सन माइक्रोसिस्टम्स द्वारा एस. पी. ए. आर. सी. वास्तुकला के रूप में व्यावसायीकरण किया गया और ए. आर. एम. वास्तुकला को प्रेरित किया गया। आर. आई. एस. सी. अवधारणा आर. आई. एस. सी. और एम. आई. पी. एस. दोनों को इस अहसास से विकसित किया गया था कि अधिकांश कार्यक्रम प्रोसेसर के अधिकांश निर्देशों का उपयोग नहीं करते हैं। 1978 के एक प्रसिद्ध पेपर में, एंड्रयू एस. टैननबॉम ने प्रदर्शित किया कि एक 8-बिट निश्चित-लंबाई वाले ऑपकोड का उपयोग करके एक सरलीकृत निर्देश सेट वास्तुकला का उपयोग करके एक जटिल 10,000 लाइन उच्च-स्तरीय कार्यक्रम का प्रतिनिधित्व किया जा सकता है। यह लगभग वही निष्कर्ष था जो आई. बी. एम. में निकला था, जिसके आई. बी. एम. 360 जैसे मेनफ्रेम पर चलने वाले अपने स्वयं के कोड के अध्ययन में उपलब्ध सभी निर्देशों के केवल एक छोटे से उपसमुच्चय का उपयोग किया गया था। इन दोनों अध्ययनों ने सुझाव दिया कि कोई भी बहुत सरल सीपीयू का उत्पादन कर सकता है जो अभी भी वास्तविक दुनिया के कोड के विशाल बहुमत को चलाएगा। एक और खोज, जो उस समय पूरी तरह से खोजी नहीं गई थी, तनेनबाउम का नोट था कि 81 प्रतिशत स्थिरांक या तो 0,1 या 2 थे। ये अनुभव तब हो रहे थे जब माइक्रोप्रोसेसर बाजार 8 से 16-बिट की ओर बढ़ रहा था और 32-बिट डिजाइन दिखाई देने वाले थे। इन प्रोसेसरों को मुख्य फ्रेम और लघु कंप्यूटर दुनिया के कुछ अधिक सम्मानित आई. एस. ए. को दोहराने की कोशिश के आधार पर डिज़ाइन किया गया था। उदाहरण के लिए, राष्ट्रीय अर्धचालक एन. एस. 32000 ने वी. ए. एक्स.-11 के एकल-चिप कार्यान्वयन का उत्पादन करने के प्रयास के रूप में शुरुआत की, जिसमें विभिन्न प्रकार के संबोधन विधियों के साथ एक समृद्ध निर्देश सेट था। मोटोरोला 68000 सामान्य लेआउट में समान था। निर्देशों के इस समृद्ध समूह को प्रदान करने के लिए, सीपीयू ने उपयोगकर्ता-दृश्यमान निर्देश को आंतरिक संचालन की एक श्रृंखला में डिकोड करने के लिए माइक्रोकोड का उपयोग किया। यह माइक्रोकोड शायद समग्र डिजाइन के ट्रांजिस्टर का प्रतिनिधित्व करता है। यदि, जैसा कि इन अन्य पत्रों ने सुझाव दिया, इनमें से अधिकांश ऑपकोड का व्यवहार में कभी उपयोग नहीं किया जाएगा, तो यह महत्वपूर्ण संसाधन बर्बाद हो रहा था। यदि कोई अप्रयुक्त निर्देशों को हटाकर एक ही प्रोसेसर का निर्माण करता है तो यह छोटा होगा और इस प्रकार कम खर्चीला होगा, जबकि यदि कोई उन ट्रांजिस्टर का उपयोग डिकोडिंग निर्देशों के बजाय प्रदर्शन में सुधार के लिए करता है जिनका उपयोग नहीं किया जाएगा, तो एक तेज प्रोसेसर संभव था। आर. आई. एस. सी. की अवधारणा इन दोनों का लाभ उठाना था, एक ऐसे सी. पी. यू. का उत्पादन करना जो 68000 के समान स्तर की जटिलता थी, लेकिन बहुत तेज थी। ऐसा करने के लिए, आर. आई. एस. सी. ने कई और रजिस्टरों को जोड़ने पर ध्यान केंद्रित किया, अस्थायी मूल्यों वाले मेमोरी के छोटे टुकड़े जिन्हें बहुत तेजी से एक्सेस किया जा सकता है। यह सामान्य मुख्य स्मृति के विपरीत है, जिसे प्राप्त करने में कई चक्र लग सकते हैं। अधिक रजिस्टर प्रदान करके, और यह सुनिश्चित करके कि संकलक वास्तव में उनका उपयोग करते हैं, प्रोग्रामों को बहुत तेजी से चलना चाहिए। इसके अतिरिक्त, प्रोसेसर की गति को इसकी घड़ी की गति से अधिक बारीकी से परिभाषित किया जाएगा, क्योंकि इसका कम समय मेमोरी एक्सेस की प्रतीक्षा में बिताया जाएगा। ट्रांजिस्टर के लिए ट्रांजिस्टर, एक आर. आई. एस. सी. डिजाइन एक पारंपरिक सी. पी. यू. से बेहतर प्रदर्शन करेगा। नकारात्मक पक्ष पर, हटाए जा रहे निर्देश आम तौर पर कई "उप-निर्देशों" का प्रदर्शन कर रहे थे। उदाहरण के लिए, एक पारंपरिक डिजाइन का ए. डी. डी. निर्देश आम तौर पर कई स्वादों में आता है, एक जो दो रजिस्टरों में संख्याओं को जोड़ता है और इसे तीसरे में रखता है, दूसरा जो मुख्य मेमोरी में पाए जाने वाले नंबरों को जोड़ता है और परिणाम को एक रजिस्टर में डालता है, आदि। दूसरी ओर, आर. आई. एस. सी. डिजाइन में किसी विशेष निर्देश का केवल एक ही स्वाद शामिल था, उदाहरण के लिए, ए. डी. डी. हमेशा सभी ऑपरेंड के लिए रजिस्टर का उपयोग करता था। इसने प्रोग्रामर को आवश्यकता पड़ने पर मेमोरी से मूल्यों को लोड करने के लिए अतिरिक्त निर्देश लिखने के लिए मजबूर किया, जिससे आर. आई. एस. सी. प्रोग्राम "कम घना" हो गया। महंगे स्मृति के युग में यह एक वास्तविक चिंता थी, विशेष रूप से क्योंकि स्मृति भी सीपीयू की तुलना में बहुत धीमी थी। चूँकि एक आर. आई. एस. सी. डिजाइन के ए. डी. डी. के लिए वास्तव में चार निर्देशों (दो भार, एक जोड़ और एक बचत) की आवश्यकता होती है, इसलिए मशीन को अतिरिक्त निर्देशों को पढ़ने के लिए बहुत अधिक मेमोरी एक्सेस करना होगा, जो संभावित रूप से इसे काफी धीमा कर देगा। यह कुछ हद तक इस तथ्य से ऑफसेट था कि नए डिजाइनों में 32-बिट के एक बहुत बड़े निर्देश शब्द का उपयोग किया गया था, जिससे छोटे स्थिरांकों को अलग से लोड करने के बजाय सीधे निर्देश में फोल्ड किया जा सकता था। इसके अतिरिक्त, एक ऑपरेशन के परिणामों का उपयोग अक्सर दूसरे द्वारा जल्द ही किया जाता है, इसलिए लेखन को स्मृति में छोड़कर और परिणाम को एक रजिस्टर में संग्रहीत करके, कार्यक्रम बहुत बड़ा नहीं हुआ, और सिद्धांत रूप में बहुत तेजी से चल सकता था। उदाहरण के लिए, गणितीय संचालन की एक श्रृंखला को पूरा करने वाले निर्देशों की एक श्रृंखला के लिए स्मृति से केवल कुछ भार की आवश्यकता हो सकती है, जबकि उपयोग की जा रही अधिकांश संख्याएं या तो निर्देशों में स्थिरांक होंगी, या पूर्व गणनाओं से रजिस्टरों में मध्यवर्ती मान बचे होंगे। एक अर्थ में, इस तकनीक में कुछ रजिस्टरों का उपयोग स्मृति स्थानों को छायांकित करने के लिए किया जाता है, ताकि निर्देशों के एक समूह के निर्धारित होने के बाद उनके अंतिम मूल्यों तक रजिस्टरों का उपयोग स्मृति स्थानों के लिए प्रॉक्सी के रूप में किया जा सके। आकस्मिक पर्यवेक्षक के लिए, यह स्पष्ट नहीं था कि आर. आई. एस. सी. अवधारणा प्रदर्शन में सुधार करेगी, और यह इसे और भी खराब कर सकती है। यह सुनिश्चित करने का एकमात्र तरीका इसका अनुकरण करना था। इस तरह के अनुकरण के परिणाम स्पष्ट थे; परीक्षण के बाद परीक्षण में, प्रत्येक अनुकरण ने इस डिजाइन से प्रदर्शन में एक विशाल समग्र लाभ दिखाया। जहाँ दो परियोजनाएं, आर. आई. एस. सी. और एम. आई. पी. एस., रजिस्टरों के संचालन में भिन्न थीं। एम. आई. पी. एस. ने बस बहुत सारे रजिस्टर जोड़े और उन्हें उपयोग करने के लिए संकलकों (या असेंबली भाषा प्रोग्रामरों) पर छोड़ दिया। दूसरी ओर, आर. आई. एस. सी. ने संकलक की सहायता के लिए सीपीयू में परिपथ जोड़ा। आर. आई. एस. सी. ने रजिस्टर विंडो की अवधारणा का उपयोग किया, जिसमें पूरी "रजिस्टर फ़ाइल" को ब्लॉकों में विभाजित किया गया था, जिससे संकलक को वैश्विक चर के लिए एक ब्लॉक और स्थानीय चर के लिए दूसरे को "देखने" की अनुमति मिलती थी। विचार यह था कि एक विशेष रूप से सामान्य निर्देश, प्रक्रिया कॉल, को लागू करना बेहद आसान बनाया जाए। लगभग सभी प्रोग्रामिंग भाषाएँ प्रत्येक प्रक्रिया के लिए एक सक्रियण रिकॉर्ड या स्टैक फ्रेम के रूप में जानी जाने वाली प्रणाली का उपयोग करती हैं जिसमें वह पता होता है जिससे प्रक्रिया को बुलाया गया था, डेटा (पैरामीटर) जो पारित किया गया था, और किसी भी परिणाम मूल्य के लिए स्थान होता है जिसे वापस करने की आवश्यकता होती है। अधिकांश मामलों में ये फ्रेम छोटे होते हैं, आमतौर पर तीन या उससे कम इनपुट के साथ और एक या कोई आउटपुट नहीं (और कभी-कभी एक इनपुट को आउटपुट के रूप में पुनः उपयोग किया जाता है)। बर्कले डिजाइन में, तब, एक रजिस्टर विंडो कई रजिस्टरों का एक समूह था, उनमें से पर्याप्त था कि पूरी प्रक्रिया स्टैक फ्रेम पूरी तरह से रजिस्टर विंडो के भीतर फिट होगी। इस मामले में, एक प्रक्रिया से कॉल करना और वापस आना सरल और बेहद तेज़ है। रजिस्टरों का एक नया ब्लॉक स्थापित करने के लिए एक एकल निर्देश को बुलाया जाता है-एक नई रजिस्टर विंडो-और फिर, नई विंडो के "निचले छोर" में प्रक्रिया में पारित ऑपरेंड के साथ, प्रोग्राम प्रक्रिया में कूद जाता है। वापसी पर, परिणाम उसी छोर पर खिड़की में रखे जाते हैं, और प्रक्रिया से बाहर निकल जाते हैं। रजिस्टर खिड़कियों को सिरों पर ओवरलैप करने के लिए सेट किया जाता है, ताकि कॉल के परिणाम कॉल करने वाले की खिड़की में बस "दिखाई दें", जिसमें कोई डेटा कॉपी नहीं करना पड़ता है। इस प्रकार सामान्य प्रक्रिया कॉल को मुख्य स्मृति के साथ बातचीत करने की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे यह बहुत तेज हो जाता है। नकारात्मक पक्ष पर, इस दृष्टिकोण का मतलब है कि बड़ी संख्या में स्थानीय चर वाली प्रक्रियाएँ समस्याग्रस्त हैं, और जिन में रजिस्टरों के लिए कम लीड है-एक महंगा संसाधन-बर्बाद हो रहा है। डिजाइन में रजिस्टर विंडो की एक सीमित संख्या होती है, उदाहरण के लिए, आठ, इसलिए प्रक्रियाओं को केवल रजिस्टर विंडो तंत्र की सीमा तक पहुंचने से पहले कई स्तरों पर स्थापित किया जा सकता है; एक बार अंतिम विंडो तक पहुंचने के बाद, किसी अन्य नेस्टेड कॉल के लिए कोई नई विंडो स्थापित नहीं की जा सकती है। और यदि प्रक्रियाओं को केवल कुछ स्तरों की गहराई में रखा जाता है, तो सबसे गहरे कॉल नेस्टिंग स्तर से ऊपर की खिड़कियों में रजिस्टरों तक कभी भी पहुँचा नहीं जा सकता है, इसलिए ये पूरी तरह से बर्बाद हो जाते हैं। यह संकलकों पर स्टैनफोर्ड का काम था जिसने उन्हें रजिस्टर विंडो अवधारणा को नजरअंदाज करने के लिए प्रेरित किया, यह मानते हुए कि एक कुशल संकलक हार्डवेयर में एक निश्चित प्रणाली की तुलना में रजिस्टरों का बेहतर उपयोग कर सकता है। (यही तर्क एक स्मार्ट असेंबली भाषा प्रोग्रामर के लिए भी लागू होगा।) आरआईएससी I आरआईएससी अवधारणा को लागू करने के पहले प्रयास को मूल रूप से गोल्ड नाम दिया गया था। डिजाइन पर काम 1980 में वी. एल. एस. आई. डिजाइन पाठ्यक्रम के हिस्से के रूप में शुरू हुआ, लेकिन तत्कालीन जटिल डिजाइन ने लगभग सभी मौजूदा डिजाइन उपकरणों को नष्ट कर दिया। टीम को उपकरणों को सुधारने या फिर से लिखने में काफी समय बिताना पड़ा, और इन नए उपकरणों के साथ भी वीएएक्स-11/780 पर डिजाइन निकालने में सिर्फ एक घंटे से भी कम समय लगा। आर. आई. एस. सी. I नामक अंतिम डिजाइन, 1981 में एसोसिएशन फॉर कम्प्यूटिंग मशीनरी (ए. सी. एम.) इंटरनेशनल सिम्पोजियम ऑन कंप्यूटर आर्किटेक्चर (आई. एस. सी. ए.) में प्रकाशित हुआ था। इसमें 31 निर्देशों को लागू करने वाले 44,500 ट्रांजिस्टर और 78 32-बिट रजिस्टरों वाली एक रजिस्टर फ़ाइल थी। इसने 14 रजिस्टरों वाली छह रजिस्टर खिड़कियों के लिए अनुमति दी। उन 14 रजिस्टरों में से 4 को पूर्ववर्ती विंडो से ओवरलैप किया गया था। तब कुल हैः खिड़कियों में 10 * 6 रजिस्टर + 18 ग्लोबल्स = कुल 78 रजिस्टर। नियंत्रण और निर्देश डिकोड खंड ने केवल 6 प्रतिशत पर कब्जा कर लिया, जबकि युग के विशिष्ट डिजाइन ने एक ही भूमिका के लिए लगभग 50 प्रतिशत का उपयोग किया। रजिस्टर फाइल ने उस जगह का अधिकांश हिस्सा ले लिया। आर. आई. एस. सी. I में अतिरिक्त गति के लिए दो-चरणीय निर्देश पाइपलाइन भी शामिल थी, लेकिन अधिक आधुनिक डिजाइनों के जटिल निर्देश पुनर्निर्देशन के बिना। यह सशर्त शाखाओं को एक समस्या बनाता है, क्योंकि संकलक को एक सशर्त शाखा (तथाकथित शाखा विलंब स्लॉट) के बाद निर्देश को भरना पड़ता है, जिसमें कुछ "सुरक्षित" होने के लिए चुना जाता है (यानी, सशर्त के परिणाम पर निर्भर नहीं)। कभी-कभी इस मामले में एकमात्र उपयुक्त निर्देश एनओपी होता है। बाद के आर. आई. एस. सी.-शैली के डिजाइनों की एक उल्लेखनीय संख्या के लिए अभी भी शाखा विलंब पर विचार करने की आवश्यकता है। एक महीने के सत्यापन और डिबगिंग के बाद, डिजाइन को 2 माइक्रोन (2,000 एनएम) प्रक्रिया का उपयोग करके 22 जून, 1981 को उत्पादन के लिए अभिनव एम. ओ. एस. आई. एस. सेवा को भेजा गया था। कई तरह की देरी ने उन्हें चार अलग-अलग बार अपने मुखौटे छोड़ने के लिए मजबूर किया, और काम करने वाले उदाहरणों के साथ वेफर्स मई 1982 तक बर्कले में वापस नहीं आए। पहला काम करने वाला आरआईएससी I "कंप्यूटर" (वास्तव में एक चेकआउट बोर्ड) 11 जून को चला। परीक्षण में, चिप्स का प्रदर्शन उम्मीद से कम साबित हुआ। सामान्य तौर पर, एक निर्देश को पूरा होने में 2 माइक्रोन लगेंगे, जबकि मूल डिजाइन लगभग. 4 माइक्रोन (पाँच गुना तेज) के लिए आवंटित किया जाएगा। इस समस्या के सटीक कारणों को कभी भी पूरी तरह से समझाया नहीं गया था। हालांकि, पूरे परीक्षण के दौरान यह स्पष्ट था कि कुछ निर्देश अपेक्षित गति से चले थे, यह सुझाव देते हुए कि समस्या भौतिक थी, न कि तार्किक। अगर डिजाइन पूरी गति से काम करता, तो प्रदर्शन उत्कृष्ट होता। 4 मेगाहर्ट्ज आर. आई. एस. सी. I की तुलना 5 मेगाहर्ट्ज 32-बिट वी. ए. एक्स. 11/780 और 5 मेगाहर्ट्ज 16-बिट जिलॉग जेड8000 से विभिन्न प्रकार के छोटे कार्यक्रमों का उपयोग करते हुए अनुकरण ने इसे स्पष्ट रूप से दिखाया। प्रोग्राम का आकार वी. ए. एक्स. की तुलना में लगभग 30 प्रतिशत बड़ा था, लेकिन जेड8000 के बहुत करीब था, इस तर्क को मान्य करते हुए कि सी. आई. एस. सी. डिजाइनों का उच्च कोड घनत्व वास्तव में उतना प्रभावशाली नहीं था। समग्र प्रदर्शन के संदर्भ में, आर. आई. एस. सी. I वी. ए. एक्स. की तुलना में दोगुना और जेड8000 की तुलना में लगभग चार गुना तेज था। प्रोग्रामों ने स्मृति अभिगम की लगभग समान समग्र मात्रा का प्रदर्शन किया क्योंकि बड़ी रजिस्टर फ़ाइल ने आवश्यक ऑपरेंड पहले से ही चिप पर होने की संभावनाओं में नाटकीय रूप से सुधार किया। इस प्रदर्शन को संदर्भ में रखना महत्वपूर्ण है। भले ही आर. आई. एस. सी. डिजाइन वी. ए. एक्स. की तुलना में धीमा चला था, लेकिन इससे डिजाइन के महत्व पर कोई फर्क नहीं पड़ा। आर. आई. एस. सी. ने वास्तविक चिप डाई पर एक सच्चे 32-बिट प्रोसेसर के उत्पादन की अनुमति दी जो पहले से ही एक पुराने फैब का उपयोग कर रहा था। पारंपरिक डिजाइन बस ऐसा नहीं कर सके; डिकोडर तर्क के लिए समर्पित चिप सतह के साथ, मोटोरोला 68020 जैसे एक सच्चे 32-बिट डिजाइन को व्यावहारिक बनने से पहले नए फैब की आवश्यकता थी। समान फैब का उपयोग करते हुए, आर. आई. एस. सी. आई. काफी हद तक प्रतियोगिता से बेहतर प्रदर्शन कर सकता था। 12 फरवरी, 2015 को आई. ई. ई. ई. ने आर. आई. एस. सी.-I के योगदान के उपलक्ष्य में यू. सी. बर्कले में एक पट्टिका स्थापित की। पट्टिका में लिखा हैः यू. सी. बर्कले के छात्रों ने 1981 में पहला वी. एल. एस. आई. रिड्यूस्ड इंस्ट्रक्शन सेट कंप्यूटर डिजाइन और बनाया। आर. आई. एस. सी.-I के सरलीकृत निर्देशों ने निर्देश डिकोड और नियंत्रण के लिए हार्डवेयर को कम कर दिया, जिसने एक सपाट 32-बिट पता स्थान, रजिस्टरों का एक बड़ा सेट और पाइपलाइन्ड निष्पादन को सक्षम किया। सी प्रोग्राम और यूनिक्स ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए एक अच्छा मैच, आरआईएससी-I ने आज व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले निर्देश सेटों को प्रभावित किया, जिसमें गेम कंसोल, स्मार्टफोन और टैबलेट शामिल हैं। आर. आई. एस. सी. II जबकि आर. आई. एस. सी. I डिजाइन में देरी हुई, बर्कले में काम पहले ही नए ब्लू डिजाइन की ओर मुड़ गया था। ब्लू पर काम गोल्ड की तुलना में धीमी गति से आगे बढ़ा, क्योंकि अब गोल्ड फैब करने जा रहा था, और कक्षाओं में बदलाव और प्रयास करने वाले छात्रों के लिए एक तत्काल आवश्यकता की कमी थी। इस गति ने उन्हें कई नई सुविधाओं को जोड़ने की अनुमति दी जो अंत में डिजाइन में काफी सुधार करेगी। मुख्य अंतर सरल कैश सर्किटरी था जिसने प्रति बिट एक पंक्ति (तीन से दो) को समाप्त कर दिया, जिससे रजिस्टर फ़ाइल का आकार नाटकीय रूप से सिकुड़ गया। बदलाव के लिए बस के समय को भी बहुत कड़ा करने की आवश्यकता थी, लेकिन यह भुगतान करने के लिए एक छोटी सी कीमत थी और जरूरतों को पूरा करने के लिए डिजाइन के कई अन्य हिस्सों को भी तेज किया गया था। नए डिजाइन के कारण बचत जबरदस्त थी। जबकि सोने में 6 खिड़कियों में कुल 78 रजिस्टर थे, नीले रंग में 138 रजिस्टर थे जो 16 रजिस्टरों की 8 खिड़कियों में टूटे हुए थे, जिसमें अन्य 10 ग्लोबल्स थे। रजिस्टर फ़ाइल का यह विस्तार इस संभावना को बढ़ाता है कि एक दी गई प्रक्रिया रजिस्टरों में अपने सभी स्थानीय भंडारण को फिट कर सकती है, और घोंसले की गहराई को बढ़ा सकती है। फिर भी, बड़ी रजिस्टर फ़ाइल के लिए कम ट्रांजिस्टर की आवश्यकता थी, और अंतिम ब्लू डिज़ाइन, जिसे आर. आई. एस. सी. II के रूप में फैब किया गया था, ने केवल 40,760 ट्रांजिस्टर के साथ सभी आर. आई. एस. सी. निर्देश सेट को लागू किया। अन्य प्रमुख परिवर्तन एक निर्देश-प्रारूप विस्तारक को शामिल करना था, जो अदृश्य रूप से 16-बिट निर्देशों को 32-बिट प्रारूप में "अप-परिवर्तित" करता था। इसने छोटे निर्देशों, आम तौर पर एक या बिना ऑपरेंड वाली चीजों, जैसे एन. ओ. पी., को एक छोटे 16-बिट प्रारूप में स्मृति में संग्रहीत करने की अनुमति दी, और ऐसे दो निर्देशों को एक ही मशीन शब्द में पैक करने की अनुमति दी। अंकगणितीय तर्क इकाई (ए. एल. यू.) तक पहुँचने से पहले निर्देशों को अदृश्य रूप से 32-बिट संस्करणों में वापस विस्तारित किया जाएगा, जिसका अर्थ है कि मूल तर्क में किसी बदलाव की आवश्यकता नहीं थी। इस सरल तकनीक से कोड घनत्व में आश्चर्यजनक रूप से 30 प्रतिशत का सुधार हुआ, जिससे मेमोरी एक्सेस की संख्या में कमी के कारण ब्लू पर एक समान प्रोग्राम गोल्ड की तुलना में तेजी से चलता है। आर. आई. एस. सी. II सिलिकॉन में बहुत अधिक सफल साबित हुआ और परीक्षण में लगभग सभी कार्यों पर लगभग सभी लघु कंप्यूटरों से बेहतर प्रदर्शन किया। उदाहरण के लिए, प्रदर्शन वी. ए. एक्स. गति के 85 प्रतिशत से लेकर विभिन्न भारों पर 256% तक था। आर. आई. एस. सी. II को प्रसिद्ध मोटोरोला 68000 के खिलाफ भी रखा गया था, जिसे तब सबसे अच्छा वाणिज्यिक चिप कार्यान्वयन माना जाता था, और इसे 140% से 420% तक बेहतर प्रदर्शन किया। मूल आर. आई. एस. सी. डिजाइनों पर अनुवर्ती कार्य आर. आई. एस. सी. II के साथ समाप्त हुआ, लेकिन यह अवधारणा बर्कले में बनी रही। मूल कोर का 1984 में एस. ओ. ए. आर. में पुनः उपयोग किया गया था, मूल रूप से एक आर. आई. एस. सी. को स्मॉलटॉक चलाने के लिए परिवर्तित किया गया था (उसी तरह जैसे यह दावा किया जा सकता था कि आर. आई. एस. सी. ने सी. चलाया था), और बाद में इसी तरह के वी. एल. एस. आई.-बी. ए. एम. में जो स्मॉलटॉक के बजाय प्रोलॉग चलाता था। एक अन्य प्रयास एस. पी. यू. आर. था, जो एक पूर्ण 32-बिट वर्कस्टेशन बनाने के लिए आवश्यक चिप्स का एक पूरा सेट था। आर. आई. एस. सी. कम प्रसिद्ध है, लेकिन अधिक प्रभावशाली है, क्योंकि यह सन माइक्रोसिस्टम से वाणिज्यिक एस. पी. ए. आर. सी. प्रोसेसर डिजाइन का आधार है। यह SPARC ही था जिसने पहली बार स्पष्ट रूप से RISC अवधारणा की शक्ति का प्रदर्शन किया; जब वे पहले सन-4 में भेजे गए तो उन्होंने बाजार में कुछ भी बेहतर प्रदर्शन किया। इसने लगभग हर यूनिक्स विक्रेता को अपने स्वयं के आर. आई. एस. सी. डिजाइन के लिए जल्दबाजी करने के लिए प्रेरित किया, जिससे डी. ई. सी. अल्फा और पी. ए.-आर. आई. एस. सी. जैसे डिजाइन हुए, जबकि सिलिकॉन ग्राफिक्स (एस. जी. आई.) ने एम. आई. पी. एस. कंप्यूटर सिस्टम को खरीद लिया। 1986 तक, अधिकांश बड़े चिप विक्रेताओं ने मोटोरोला 88000, फेयरचाइल्ड क्लिपर, एएमडी 29000 और पावरपीसी जैसे प्रयासों पर काम किया। 13 फरवरी, 2015 को आई. ई. ई. ई. ने सांता क्लारा में ओरेकल कॉर्पोरेशन में एक पट्टिका स्थापित की। इसमें लिखा है कि सन माइक्रोसिस्टम्स ने 1987 में स्केलेबल प्रोसेसर आर्किटेक्चर (एस. पी. ए. आर. सी.) आर. आई. एस. सी. की शुरुआत की। यू. सी. बर्कले आर. आई. एस. सी. और सन कंपाइलर और ऑपरेटिंग सिस्टम विकास पर निर्माण करते हुए, एस. पी. ए. आर. सी. वास्तुकला विकसित अर्धचालक, सॉफ्टवेयर और सिस्टम प्रौद्योगिकी और उपयोगकर्ता की जरूरतों के लिए अत्यधिक अनुकूलनीय थी। वास्तुकला ने इंजीनियरिंग, व्यवसाय, इंटरनेट और क्लाउड कंप्यूटिंग उपयोगों के लिए उच्चतम प्रदर्शन, स्केलेबल वर्कस्टेशन और सर्वर प्रदान किए। पारंपरिक "जटिल" x86 वास्तुकला के क्रमिक रूप से अधिक शक्तिशाली कार्यान्वयन और विस्तार में कम निर्देश सेट के विचार के लिए और उसके साथ विकसित तकनीकों को भी अपनाया गया है। एक आधुनिक माइक्रोप्रोसेसर की ट्रांजिस्टर गिनती का अधिकांश हिस्सा बड़े कैश, कई पाइपलाइन चरणों, सुपरस्केलर निर्देश प्रेषण, शाखा भविष्यवाणी और अन्य आधुनिक तकनीकों के लिए समर्पित है जो निर्देश वास्तुकला की परवाह किए बिना लागू होते हैं। आधुनिक x86 कार्यान्वयन पर निर्देश डिकोडिंग के लिए समर्पित सिलिकॉन की मात्रा आनुपातिक रूप से काफी कम है, इसलिए "जटिल" और RISC प्रोसेसर कार्यान्वयन के बीच का अंतर धुंधला हो गया है। आर. आई. एस. सी.-वी. पावर आई. एस. ए. संदर्भ ग्रंथ सूची बर्कले आर. आई. एस. सी. II यूनिवर्सिटी ऑफ कैलिफोर्निया, बर्कले केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई निर्देश प्रसंस्करण भी देखें।