Berkeley RISC
برکلے آر آئی ایس سی ڈیفنس ایڈوانسڈ ریسرچ پروجیکٹس ایجنسی وی ایل ایس آئی پروجیکٹ کے تحت ہونے والے کم انسٹرکشن سیٹ کمپیوٹر (آر آئی ایس سی) پر مبنی مائکرو پروسیسر ڈیزائن کے دو بنیادی تحقیقی منصوبوں میں سے ایک ہے۔ آر آئی ایس سی کی قیادت 1980 اور 1984 کے درمیان یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، برکلے میں ڈیوڈ پیٹرسن (جنہوں نے آر آئی ایس سی کی اصطلاح تیار کی) نے کی تھی۔ دوسرا پروجیکٹ 1981 میں شروع ہونے والی اور 1984 تک چلنے والی ان کی ایم آئی پی ایس کوشش کے تحت کچھ فاصلے پر اسٹینفورڈ یونیورسٹی میں ہوا۔ برکلے کا پروجیکٹ اتنا کامیاب رہا کہ یہ اسی طرح کے تمام ڈیزائنوں کا نام بن گیا ؛ یہاں تک کہ ایم آئی پی ایس بھی "آر آئی ایس سی پروسیسر" کے نام سے مشہور ہو گیا۔ برکلے آر آئی ایس سی ڈیزائن کو بعد میں سن مائیکرو سسٹمز نے ایس پی اے آر سی فن تعمیر کے طور پر تجارتی بنایا، اور اے آر ایم فن تعمیر کو متاثر کیا۔ آر آئی ایس سی تصور آر آئی ایس سی اور ایم آئی پی ایس دونوں کو اس احساس سے تیار کیا گیا تھا کہ پروگراموں کی اکثریت پروسیسر کی ہدایات کی اکثریت کا استعمال نہیں کرتی ہے۔ 1978 کے ایک مشہور مقالے میں، اینڈریو ایس ٹینن بوم نے مظاہرہ کیا کہ ایک پیچیدہ 10,000 لائن ہائی لیول پروگرام کو 8 بٹ فکسڈ لمبائی والے اوپی کوڈ کا استعمال کرتے ہوئے ایک آسان انسٹرکشن سیٹ فن تعمیر کا استعمال کرتے ہوئے پیش کیا جا سکتا ہے۔ یہ تقریبا وہی نتیجہ تھا جو آئی بی ایم میں نکلا تھا، جس کے مین فریم جیسے آئی بی ایم 360 پر چلنے والے اپنے کوڈ کے مطالعے میں دستیاب تمام ہدایات کا صرف ایک چھوٹا سا ذیلی سیٹ استعمال کیا گیا تھا۔ ان دونوں مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ کوئی بھی بہت آسان سی پی یو تیار کر سکتا ہے جو اب بھی حقیقی دنیا کے کوڈ کی اکثریت کو چلائے گا۔ ایک اور دریافت، جس کی اس وقت مکمل طور پر کھوج نہیں کی گئی تھی، تنن بوم کا نوٹ تھا کہ 81 ٪ مستقل یا تو 0، 1، یا 2 تھے۔ یہ احساسات اس وقت ہو رہے تھے جب مائکرو پروسیسر مارکیٹ 8 سے 16 بٹ کی طرف بڑھ رہی تھی اور 32 بٹ ڈیزائن ظاہر ہونے والے تھے۔ ان پروسیسرز کو مین فریم اور منی کمپیوٹر کی دنیا سے کچھ زیادہ معزز آئی ایس اے کی نقل تیار کرنے کی کوشش کی بنیاد پر ڈیزائن کیا گیا تھا۔ مثال کے طور پر، نیشنل سیمی کنڈکٹر این ایس 32000 نے وی اے ایکس-11 کا سنگل چپ نفاذ تیار کرنے کی کوشش کے طور پر آغاز کیا، جس میں مختلف قسم کے ایڈریسنگ طریقوں کے ساتھ ایک بھرپور انسٹرکشن سیٹ تھا۔ موٹرولا 68000 عمومی ترتیب میں اسی طرح کا تھا۔ ہدایات کے اس بھرپور سیٹ کو فراہم کرنے کے لیے، سی پی یوز نے مائیکرو کوڈ کا استعمال صارف کی مرئی ہدایات کو اندرونی کارروائیوں کے سلسلے میں ڈی کوڈ کرنے کے لیے کیا۔ یہ مائیکرو کوڈ شاید مجموعی ڈیزائن کے ٹرانجسٹرز کی نمائندگی کرتا ہے۔ اگر، جیسا کہ ان دوسرے کاغذات نے تجویز کیا، ان میں سے زیادہ تر اوپی کوڈز کو عملی طور پر کبھی استعمال نہیں کیا جائے گا، تو یہ اہم وسائل ضائع ہو رہے تھے۔ اگر کوئی صرف ایک ہی پروسیسر کو غیر استعمال شدہ ہدایات کے ساتھ ہٹاتا ہے تو یہ چھوٹا اور اس طرح کم مہنگا ہوگا، جبکہ اگر اس کے بجائے ان ٹرانجسٹروں کو ڈیکوڈنگ ہدایات کے بجائے کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے استعمال کیا جائے جو استعمال نہیں ہوں گی، تو ایک تیز تر پروسیسر ممکن تھا۔ آر آئی ایس سی کا تصور ان دونوں سے فائدہ اٹھانا تھا، ایک ایسا سی پی یو تیار کرنا جو 68000 کی طرح پیچیدگی کی سطح کا تھا، لیکن بہت تیز تھا۔ ایسا کرنے کے لیے، آر آئی ایس سی نے بہت سے مزید رجسٹروں، عارضی اقدار رکھنے والی میموری کے چھوٹے ٹکڑوں کو شامل کرنے پر توجہ مرکوز کی جن تک بہت تیزی سے رسائی حاصل کی جا سکتی ہے۔ یہ عام مین میموری سے متصادم ہے، جس تک رسائی حاصل کرنے میں کئی چکر لگ سکتے ہیں۔ مزید رجسٹر فراہم کرکے، اور اس بات کو یقینی بناتے ہوئے کہ مرتب کرنے والوں نے اصل میں ان کا استعمال کیا ہے، پروگراموں کو بہت تیزی سے چلنا چاہیے۔ مزید برآں، پروسیسر کی رفتار کو اس کی گھڑی کی رفتار سے زیادہ قریب سے بیان کیا جائے گا، کیونکہ اس کا کم وقت میموری تک رسائی کے انتظار میں گزرا جائے گا۔ ٹرانجسٹر کے لیے ٹرانجسٹر، ایک آر آئی ایس سی ڈیزائن روایتی سی پی یو سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرے گا۔ منفی پہلو پر، ہٹائی جانے والی ہدایات عام طور پر کئی "ذیلی ہدایات" انجام دے رہی تھیں۔ مثال کے طور پر، روایتی ڈیزائن کی ADD ہدایات عام طور پر کئی ذائقوں میں آتی ہیں، ایک جس نے نمبروں کو دو رجسٹروں میں شامل کیا اور اسے تیسرے میں رکھا، دوسرا جس نے مین میموری میں پائے جانے والے نمبروں کو شامل کیا اور نتیجہ کو رجسٹر وغیرہ میں ڈال دیا۔ دوسری طرف آر آئی ایس سی کے ڈیزائن میں کسی خاص ہدایت کا صرف ایک ذائقہ شامل ہوتا ہے، مثال کے طور پر اے ڈی ڈی ہمیشہ تمام آپریڈز کے لیے رجسٹروں کا استعمال کرتا ہے۔ اس نے پروگرامر کو میموری سے اقدار کو لوڈ کرنے کے لیے اضافی ہدایات لکھنے پر مجبور کیا، اگر ضرورت ہو تو، جس سے RISC پروگرام "کم گھنے" ہو جاتا ہے۔ مہنگی میموری کے دور میں یہ ایک حقیقی تشویش تھی، خاص طور پر اس وجہ سے کہ میموری بھی سی پی یو کے مقابلے میں بہت سست تھی۔ چونکہ آر آئی ایس سی ڈیزائن کے اے ڈی ڈی کے لیے دراصل چار ہدایات (دو بوجھ، ایک اضافہ، اور ایک بچت) کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے مشین کو اضافی ہدایات کو پڑھنے کے لیے میموری تک بہت زیادہ رسائی حاصل کرنی ہوگی، ممکنہ طور پر اسے کافی سست کرنا پڑے گا۔ اس کی کچھ حد تک اس حقیقت سے تلافی کی گئی کہ نئے ڈیزائنوں میں 32 بٹس کا ایک بہت بڑا انسٹرکشن لفظ استعمال کیا گیا تھا، جس سے چھوٹے مستقلات کو الگ سے لوڈ کرنے کے بجائے براہ راست انسٹرکشن میں جوڑ دیا جاتا تھا۔ مزید برآں، ایک آپریشن کے نتائج اکثر دوسرے کے بعد جلد ہی استعمال کیے جاتے ہیں، لہذا لکھنے کو میموری میں چھوڑ کر اور نتیجہ کو رجسٹر میں محفوظ کرنے سے، پروگرام زیادہ بڑا نہیں ہوا، اور نظریہ طور پر بہت تیزی سے چل سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، ریاضیاتی کارروائیوں کے سلسلے کو انجام دینے والی ہدایات کے سلسلے میں میموری سے صرف چند بوجھ کی ضرورت پڑ سکتی ہے، جبکہ استعمال ہونے والے اعداد کی اکثریت یا تو ہدایات میں مستقل ہوگی، یا سابقہ حسابات سے رجسٹروں میں چھوڑی گئی درمیانی اقدار ہوں گی۔ ایک لحاظ سے، اس تکنیک میں کچھ رجسٹروں کو میموری کے مقامات کو سایہ دینے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تاکہ رجسٹروں کو میموری کے مقامات کے لیے پراکسی کے طور پر استعمال کیا جائے جب تک کہ ہدایات کے ایک گروپ کے تعین کے بعد ان کی حتمی اقدار کا تعین نہ ہو جائے۔ غیر معمولی مبصر کے لیے، یہ واضح نہیں تھا کہ آر آئی ایس سی تصور کارکردگی کو بہتر بنائے گا، اور یہ اسے بدتر بھی بنا سکتا ہے۔ اس بات کو یقینی بنانے کا واحد طریقہ اس کی تقلید کرنا تھا۔ اس طرح کے تخروپن کے نتائج واضح تھے ؛ ٹیسٹ کے بعد ٹیسٹ میں، ہر تخروپن نے اس ڈیزائن سے کارکردگی میں بہت زیادہ مجموعی فائدہ دکھایا۔ جہاں دو منصوبوں، آر آئی ایس سی اور ایم آئی پی ایس، میں فرق تھا، وہ رجسٹروں کو سنبھالنے میں تھا۔ ایم آئی پی ایس نے صرف بہت سارے رجسٹر شامل کیے اور انہیں استعمال کرنے کے لیے مرتب کرنے والوں (یا اسمبلی زبان کے پروگرامرز) پر چھوڑ دیا۔ دوسری طرف آر آئی ایس سی نے مرتب کرنے والے کی مدد کے لیے سی پی یو میں سرکٹری شامل کی۔ آر آئی ایس سی نے رجسٹر ونڈوز کا تصور استعمال کیا، جس میں پوری "رجسٹر فائل" کو بلاکس میں تقسیم کیا گیا تھا، جس سے مرتب کرنے والے کو عالمی متغیرات کے لیے ایک بلاک اور مقامی متغیرات کے لیے دوسرا بلاک "دیکھنے" کی اجازت ملتی ہے۔ خیال یہ تھا کہ ایک خاص طور پر عام ہدایت، طریقہ کار کال، کو نافذ کرنا انتہائی آسان بنایا جائے۔ تقریبا تمام پروگرامنگ زبانیں ایک ایسا نظام استعمال کرتی ہیں جسے ہر طریقہ کار کے لیے ایکٹیویشن ریکارڈ یا اسٹیک فریم کہا جاتا ہے جس میں وہ پتہ ہوتا ہے جہاں سے طریقہ کار کو بلایا گیا تھا، ڈیٹا (پیرامیٹرز) جو پاس کیا گیا تھا، اور کسی بھی نتیجے کی اقدار کے لیے جگہ ہوتی ہے جسے واپس کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ زیادہ تر معاملات میں یہ فریم چھوٹے ہوتے ہیں، عام طور پر تین یا اس سے کم ان پٹ کے ساتھ اور ایک یا کوئی آؤٹ پٹ نہیں (اور بعض اوقات ان پٹ کو آؤٹ پٹ کے طور پر دوبارہ استعمال کیا جاتا ہے)۔ برکلے ڈیزائن میں، پھر، ایک رجسٹر ونڈو کئی رجسٹروں کا ایک مجموعہ تھا، ان میں سے اتنا کافی تھا کہ پورے طریقہ کار کا اسٹیک فریم غالبا مکمل طور پر رجسٹر ونڈو کے اندر فٹ ہو جائے گا۔ اس صورت میں، کسی طریقہ کار سے کال کرنا اور واپس آنا آسان اور انتہائی تیز ہے۔ رجسٹروں کا ایک نیا بلاک قائم کرنے کے لیے ایک واحد ہدایت طلب کی جاتی ہے-ایک نئی رجسٹر ونڈو-اور پھر، نئی ونڈو کے "نچلے سرے" میں آپریڈز کے طریقہ کار میں منتقل ہونے کے ساتھ، پروگرام طریقہ کار میں چھلانگ لگا دیتا ہے۔ واپسی پر، نتائج اسی سرے پر ونڈو میں رکھے جاتے ہیں، اور طریقہ کار باہر نکل جاتا ہے۔ رجسٹر ونڈوز کو سروں پر اوورلیپ کرنے کے لیے ترتیب دیا جاتا ہے، تاکہ کال کے نتائج کال کرنے والے کی ونڈو میں صرف "ظاہر" ہوں، جس میں کوئی ڈیٹا کاپی کرنے کی ضرورت نہ ہو۔ اس طرح عام طریقہ کار کال کو مرکزی میموری کے ساتھ تعامل کرنے کی ضرورت نہیں ہے، جس سے اسے بہت تیز کیا جاتا ہے۔ منفی پہلو پر، اس نقطہ نظر کا مطلب یہ ہے کہ مقامی متغیرات کی بڑی تعداد والے طریقہ کار دشواری کا شکار ہیں، اور جن میں رجسٹروں کی قیادت کم ہے-ایک مہنگا وسیلہ-ضائع ہو رہا ہے۔ ڈیزائن میں رجسٹر ونڈوز کی ایک محدود تعداد ہوتی ہے، مثال کے طور پر، آٹھ، لہذا طریقہ کار کو صرف اتنا ہی گھونسلہ بنایا جا سکتا ہے کہ رجسٹر ونڈونگ میکانزم کی حد تک پہنچنے سے پہلے بہت سی سطحیں گہری ہوں۔ ایک بار آخری ونڈو تک پہنچنے کے بعد، کسی اور گھونسلہ کال کے لیے کوئی نئی ونڈو ترتیب نہیں دی جا سکتی۔ اور اگر طریقہ کار کو صرف چند سطحوں کی گہرائی میں رکھا جاتا ہے، تو گہری کال نیسٹنگ سطح سے اوپر کی کھڑکیوں میں موجود رجسٹروں تک کبھی بھی رسائی حاصل نہیں کی جا سکتی، اس لیے یہ مکمل طور پر ضائع ہو جاتے ہیں۔ یہ اسٹینفورڈ کا مرتب کرنے والوں پر کام تھا جس کی وجہ سے وہ رجسٹر ونڈو کے تصور کو نظر انداز کرنے پر مجبور ہوئے، یہ یقین کرتے ہوئے کہ ایک موثر مرتب ہارڈ ویئر میں فکسڈ سسٹم کے مقابلے میں رجسٹروں کا بہتر استعمال کر سکتا ہے۔ (یہی استدلال سمارٹ اسمبلی لینگویج پروگرامر کے لیے بھی لاگو ہوگا۔) RISC I RISC تصور کو نافذ کرنے کی پہلی کوشش کو اصل میں گولڈ کا نام دیا گیا تھا۔ ڈیزائن پر کام 1980 میں وی ایل ایس آئی ڈیزائن کورس کے حصے کے طور پر شروع ہوا، لیکن اس وقت کے پیچیدہ ڈیزائن نے تقریبا تمام موجودہ ڈیزائن ٹولز کو تباہ کر دیا۔ ٹیم کو ٹولز کو بہتر بنانے یا دوبارہ لکھنے میں کافی وقت گزارنا پڑا، اور ان نئے ٹولز کے ساتھ بھی وی اے ایکس-11/780 پر ڈیزائن نکالنے میں صرف ایک گھنٹے سے بھی کم وقت لگا۔ حتمی ڈیزائن، جس کا نام آر آئی ایس سی I ہے، 1981 میں ایسوسی ایشن فار کمپیوٹنگ مشینری (اے سی ایم) انٹرنیشنل سمپوزیم آن کمپیوٹر آرکیٹیکچر (آئی ایس سی اے) میں شائع ہوا تھا۔ اس میں 44,500 ٹرانجسٹر تھے جو 31 ہدایات پر عمل درآمد کرتے تھے اور ایک رجسٹر فائل تھی جس میں 78 32 بٹ رجسٹر تھے۔ اس نے 14 رجسٹروں پر مشتمل چھ رجسٹر ونڈوز کی اجازت دی۔ ان 14 رجسٹروں میں سے 4 کو سابقہ ونڈو سے اوور لیپ کیا گیا تھا۔ اس کے بعد کل ہے: ونڈوز میں 10 * 6 رجسٹر + 18 گلوبل = کل 78 رجسٹر۔ کنٹرول اور انسٹرکشن ڈی کوڈ سیکشن نے ڈائی کے صرف 6 فیصد پر قبضہ کیا، جبکہ اس دور کے عام ڈیزائن میں اسی کردار کے لیے تقریبا 50 فیصد استعمال کیا گیا۔ رجسٹر فائل نے اس جگہ کا زیادہ تر حصہ لے لیا۔ آر آئی ایس سی I نے اضافی رفتار کے لیے دو مراحل والی انسٹرکشن پائپ لائن بھی پیش کی، لیکن پیچیدہ ہدایات کے بغیر مزید جدید ڈیزائنوں کا دوبارہ آرڈر کیا۔ اس سے مشروط شاخیں ایک مسئلہ بن جاتی ہیں، کیونکہ مرتب کرنے والے کو ایک مشروط شاخ (نام نہاد برانچ تاخیر سلاٹ) کے بعد ہدایات کو "محفوظ" ہونے کے لیے منتخب کردہ چیز کے ساتھ بھرنا پڑتا ہے (یعنی، مشروط کے نتائج پر منحصر نہیں)۔ بعض اوقات اس معاملے میں واحد مناسب ہدایت این او پی ہوتی ہے۔ بعد کے آر آئی ایس سی طرز کے ڈیزائنوں کی ایک قابل ذکر تعداد میں اب بھی برانچ تاخیر پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔ ایک ماہ کی توثیق اور ڈیبگنگ کے بعد، ڈیزائن کو 2 مائیکرو میٹر (2,000 این ایم) کے عمل کا استعمال کرتے ہوئے 22 جون 1981 کو پیداوار کے لیے جدید ایم او ایس آئی ایس سروس کو بھیجا گیا۔ مختلف قسم کی تاخیر نے انہیں چار الگ الگ بار اپنے ماسک ترک کرنے پر مجبور کیا، اور کام کرنے والی مثالوں والے ویفر مئی 1982 تک برکلے واپس نہیں آئے۔ پہلا کام کرنے والا آر آئی ایس سی I "کمپیوٹر" (دراصل ایک چیک آؤٹ بورڈ) 11 جون کو چلا۔ جانچ میں چپس کی کارکردگی توقع سے کم ثابت ہوئی۔ عام طور پر، ایک ہدایت کو مکمل ہونے میں 2 μs لگیں گے، جبکہ اصل ڈیزائن تقریبا. 4 μs (پانچ گنا تیز) کے لیے مختص کیا گیا ہے۔ اس مسئلے کی قطعی وجوہات کبھی بھی پوری طرح سے بیان نہیں کی گئیں۔ تاہم، جانچ کے دوران یہ واضح تھا کہ کچھ ہدایات متوقع رفتار سے چلتی ہیں، جس سے پتہ چلتا ہے کہ مسئلہ جسمانی تھا، منطقی نہیں۔ اگر ڈیزائن پوری رفتار سے کام کرتا تو کارکردگی بہترین ہوتی۔ مختلف قسم کے چھوٹے پروگراموں کا استعمال کرتے ہوئے سمیلیشنز نے 4 میگاہرٹز آر آئی ایس سی I کا موازنہ 5 میگاہرٹز 32 بٹ وی اے ایکس 11/780 سے کیا اور 5 میگاہرٹز 16 بٹ زیلوگ زیڈ 8000 نے اسے واضح طور پر دکھایا۔ پروگرام کا سائز وی اے ایکس سے تقریبا 30 فیصد بڑا تھا لیکن زیڈ 8000 کے بہت قریب تھا، اس دلیل کی توثیق کرتے ہوئے کہ سی آئی ایس سی ڈیزائنوں کی اعلی کوڈ کثافت حقیقت میں اتنی متاثر کن نہیں تھی۔ مجموعی کارکردگی کے لحاظ سے، RISC I VAX سے دوگنا تیز تھا، اور Z8000 سے تقریبا چار گنا تیز تھا۔ پروگراموں نے میموری تک رسائی کی مجموعی مقدار کے بارے میں کارکردگی کا مظاہرہ کیا کیونکہ بڑی رجسٹر فائل نے ڈرامائی طور پر مشکلات کو بہتر بنایا جس سے مطلوبہ آپریڈ پہلے ہی چپ پر تھا۔ اس کارکردگی کو سیاق و سباق میں رکھنا ضروری ہے۔ اگرچہ آر آئی ایس سی ڈیزائن وی اے ایکس کے مقابلے میں سست چل رہا تھا، اس سے ڈیزائن کی اہمیت پر کوئی فرق نہیں پڑا۔ آر آئی ایس سی نے اصلی چپ ڈائی پر ایک حقیقی 32 بٹ پروسیسر کی تیاری کی اجازت دی جو پہلے سے ہی ایک پرانا فاب تھا۔ روایتی ڈیزائن آسانی سے ایسا نہیں کر سکے۔ چپ کی سطح کا بہت زیادہ حصہ ڈیکوڈر منطق کے لیے وقف ہے، موٹرولا 68020 جیسے حقیقی 32 بٹ ڈیزائن کو عملی بننے سے پہلے نئے فاب کی ضرورت ہوتی ہے۔ انہی فابوں کا استعمال کرتے ہوئے، RISC I مقابلے میں بڑی حد تک بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کر سکتا تھا۔ 12 فروری 2015 کو آئی ای ای ای نے آر آئی ایس سی-1 کے تعاون کی یاد میں یو سی برکلے میں ایک تختی نصب کی۔ تختی پر لکھا ہے: یو سی برکلے کے طلباء نے 1981 میں پہلا وی ایل ایس آئی کم انسٹرکشن سیٹ کمپیوٹر ڈیزائن اور بنایا۔ آر آئی ایس سی-I کی آسان ہدایات نے انسٹرکشن ڈی کوڈ اور کنٹرول کے لیے ہارڈ ویئر کو کم کر دیا، جس نے ایک فلیٹ 32 بٹ ایڈریس اسپیس، رجسٹروں کا ایک بڑا سیٹ، اور پائپ لائنڈ ایگزیکیوشن کو فعال کیا۔ سی پروگراموں اور یونکس آپریٹنگ سسٹم کے ساتھ ایک اچھا مقابلہ، آر آئی ایس سی-I نے آج بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والے انسٹرکشن سیٹوں کو متاثر کیا، بشمول گیم کنسولز، اسمارٹ فونز اور ٹیبلٹس کے لیے۔ RISC II جب کہ RISC I ڈیزائن میں تاخیر ہوئی، برکلے میں کام پہلے ہی نئے بلیو ڈیزائن کی طرف مائل ہو چکا تھا۔ بلیو پر کام گولڈ کے مقابلے میں آہستہ آگے بڑھا، دونوں کی وجہ سے کہ اب گولڈ کی فوری ضرورت نہیں تھی کیونکہ گولڈ فاب ہونے والا تھا، اور کلاسوں میں تبدیلی اور طلباء جو کوشش کر رہے تھے۔ اس رفتار نے انہیں کئی نئی خصوصیات میں اضافہ کرنے کی بھی اجازت دی جو ڈیزائن کو کافی بہتر بنائے گی۔ کلیدی فرق آسان کیش سرکٹری تھا جس نے ایک لائن فی بٹ (تین سے دو تک) کو ختم کر دیا، جس سے رجسٹر فائل کا سائز ڈرامائی طور پر سکڑ گیا۔ اس تبدیلی کے لیے بس کے زیادہ سخت وقت کی بھی ضرورت تھی، لیکن یہ ادا کرنے کے لیے ایک چھوٹی سی قیمت تھی اور ضروریات کو پورا کرنے کے لیے ڈیزائن کے کئی دیگر حصوں کو بھی تیز کیا گیا۔ نئے ڈیزائن کی وجہ سے ہونے والی بچت زبردست تھی۔ جبکہ سونے میں 6 کھڑکیوں میں کل 78 رجسٹر تھے، نیلے رنگ میں 138 رجسٹر تھے جو 16 رجسٹروں کی 8 ونڈوز میں ٹوٹے ہوئے تھے، جن میں مزید 10 گلوبل تھے۔ رجسٹر فائل کی اس توسیع سے اس امکان میں اضافہ ہوتا ہے کہ ایک دیا ہوا طریقہ کار اپنے تمام مقامی اسٹوریج کو رجسٹر میں فٹ کر سکتا ہے، اور گھونسلے کی گہرائی میں اضافہ کر سکتا ہے۔ اس کے باوجود، بڑی رجسٹر فائل کے لیے کم ٹرانجسٹرز کی ضرورت ہوتی تھی، اور حتمی بلیو ڈیزائن، جسے آر آئی ایس سی II کے طور پر تیار کیا گیا تھا، نے صرف 40,760 ٹرانجسٹرز کے ساتھ تمام آر آئی ایس سی انسٹرکشن سیٹ کو نافذ کیا۔ دوسری بڑی تبدیلی ایک انسٹرکشن فارمیٹ ایکسپینڈر کو شامل کرنا تھا، جس نے غیر مرئی طور پر 16 بٹ ہدایات کو 32 بٹ فارمیٹ میں "اپ-کنورٹ" کیا۔ اس سے چھوٹی ہدایات، عام طور پر ایک یا بغیر آپریڈ والی چیزیں، جیسے این او پی، کو میموری میں چھوٹے 16 بٹ فارمیٹ میں محفوظ کیا جا سکتا تھا، اور ایسی دو ہدایات کو ایک مشین ورڈ میں پیک کیا جا سکتا تھا۔ ارتھمیٹک لاجک یونٹ (اے ایل یو) تک پہنچنے سے پہلے ہدایات کو غیر مرئی طور پر 32 بٹ ورژن تک بڑھایا جائے گا، جس کا مطلب ہے کہ بنیادی منطق میں کسی تبدیلی کی ضرورت نہیں تھی۔ اس سادہ تکنیک سے کوڈ کی کثافت میں حیرت انگیز طور پر 30 فیصد بہتری آئی، جس سے میموری تک رسائی کی تعداد میں کمی کی وجہ سے بلیو پر ایک جیسا پروگرام گولڈ کے مقابلے میں تیزی سے چلتا ہے۔ آر آئی ایس سی II سلکان میں بہت زیادہ کامیاب ثابت ہوا اور جانچ میں تقریبا تمام کاموں پر تقریبا تمام منی کمپیوٹرز سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کیا۔ مثال کے طور پر، کارکردگی مختلف قسم کے بوجھ پر وی اے ایکس کی رفتار کے 85 فیصد سے لے کر 256% تک ہوتی ہے۔ RISC II کو مشہور موٹرولا 68000 کے مقابلے میں بھی بینچ کیا گیا تھا، جسے اس وقت بہترین تجارتی چپ کا نفاذ سمجھا جاتا تھا، اور اس نے اسے 140% سے 420% تک پیچھے چھوڑ دیا۔ اصل آر آئی ایس سی ڈیزائنوں پر فالو آن کا کام آر آئی ایس سی II کے ساتھ ختم ہوا، لیکن یہ تصور برکلے میں برقرار رہا۔ بنیادی کور کو 1984 میں ایس او اے آر میں دوبارہ استعمال کیا گیا، بنیادی طور پر ایک آر آئی ایس سی کو سمال ٹاک چلانے کے لیے تبدیل کیا گیا (اسی طرح جس کا دعوی کیا جا سکتا ہے کہ آر آئی ایس سی نے سی چلایا)، اور بعد میں اسی طرح کے وی ایل ایس آئی-بی اے ایم میں جو سمال ٹاک کے بجائے پرولاگ چلاتا تھا۔ ایک اور کوشش ایس پی یو آر تھی، جو ایک مکمل 32 بٹ ورک سٹیشن بنانے کے لیے درکار چپس کا ایک مکمل سیٹ تھا۔ آر آئی ایس سی کم مشہور ہے، لیکن زیادہ بااثر ہے، کیونکہ یہ سن مائیکرو سسٹمز کے تجارتی ایس پی اے آر سی پروسیسر ڈیزائن کی بنیاد ہے۔ یہ ایس پی اے آر سی ہی تھا جس نے سب سے پہلے آر آئی ایس سی تصور کی طاقت کا واضح طور پر مظاہرہ کیا۔ جب انہوں نے پہلے سن-4 میں بھیج دیا تو انہوں نے مارکیٹ میں کسی بھی چیز سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کیا۔ اس کی وجہ سے عملی طور پر ہر یونیکس وینڈر اپنے خود کے آر آئی ایس سی ڈیزائن کے لیے جلدی کر رہا تھا، جس کی وجہ سے ڈی ای سی الفا اور پی اے-آر آئی ایس سی جیسے ڈیزائن سامنے آئے، جبکہ سلیکن گرافکس (ایس جی آئی) نے ایم آئی پی ایس کمپیوٹر سسٹمز خرید لیے۔ 1986 تک، زیادہ تر بڑے چپ فروشوں نے موٹرولا 88000، فیئرچلڈ کلپر، اے ایم ڈی 29000 اور پاور پی سی جیسی کوششوں پر کام کیا۔ 13 فروری 2015 کو، آئی ای ای ای نے سانتا کلارا میں اوریکل کارپوریشن میں ایک تختی نصب کی۔ اس میں لکھا گیا ہے کہ سن مائیکرو سسٹمز نے 1987 میں اسکیل ایبل پروسیسر آرکیٹیکچر (SPARC) RISC متعارف کرایا۔ یو سی برکلے آر آئی ایس سی اور سن کمپائلر اور آپریٹنگ سسٹم کی ترقی پر مبنی، ایس پی اے آر سی فن تعمیر سیمی کنڈکٹر، سافٹ ویئر، اور سسٹم ٹیکنالوجی اور صارف کی ضروریات کو تیار کرنے کے لیے انتہائی موافقت پذیر تھا۔ فن تعمیر نے انجینئرنگ، کاروبار، انٹرنیٹ، اور کلاؤڈ کمپیوٹنگ کے استعمال کے لیے اعلی ترین کارکردگی، توسیع پذیر ورک سٹیشنز اور سرورز فراہم کیے۔ کم انسٹرکشن سیٹ کے خیال کے لیے اور اس کے ساتھ تیار کردہ تکنیکوں کو بھی روایتی "پیچیدہ" x86 فن تعمیر کے مسلسل زیادہ طاقتور نفاذ اور توسیع میں اپنایا گیا ہے۔ جدید مائکرو پروسیسر کی زیادہ تر ٹرانجسٹر گنتی بڑے کیشز، بہت سے پائپ لائن مراحل، سپر اسکالر انسٹرکشن ڈسپیچ، برانچ پیشن گوئی اور دیگر جدید تکنیکوں کے لیے وقف ہے جو انسٹرکشن فن تعمیر سے قطع نظر لاگو ہوتی ہیں۔ جدید x86 نفاذ پر انسٹرکشن ڈیکوڈنگ کے لیے وقف سلکان کی مقدار متناسب طور پر کافی کم ہے، اس لیے "پیچیدہ" اور RISC پروسیسر کے نفاذ کے درمیان فرق دھندلا ہو گیا ہے۔ مزید دیکھیں RISC-V پاور ISA حوالہ جات ببلیوگرافی برکلے RISC II یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، برکلے سنٹرل پروسیسنگ یونٹ انسٹرکشن پروسیسنگ