David A. Patterson เขียนบล็อกให้กับ ARM สรุปถึงประวัติศาสตร์ซีพียูตั้งแต่ 30 ปีก่อน โดยมองย้อนการแข่งขันระหว่าง RISC และ CISC เขาแบ่งประวัติศาสตร์ซีพียูออกเป็นสามยุค โดยระบุว่ายุคแรกนั่น RISC ชนะขาด และแพ้ในยุคที่สองซึ่งเป็นยุคของพีซี ส่วนยุคที่สามที่เป็นยุคหลังพีซีนั้น RISC กลับมาได้อีกครั้ง

ถ้าใครเคยเรียนวิชาสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์มาแล้วในตำราน่าจะมีการกล่าวถึงชื่อ David A. Patterson อยู่หลายต่อหลายครั้ง เขาเป็นผู้คิดคำว่า RISC ซึ่งกลายเป็นชื่อตระกูลชิป MIPS, POWER, และ ARM และยังเป็นร่วมประดิษฐ์การต่อฮาร์ดดิสก์เข้าด้วยกันแบบ RAID

บทความมีสองตอน แม้ว่า David A Patterson จะขึ้นชื่อว่าเกลียด x86 อย่างออกหน้าออกตา (ตำราของเขาโจมตีบั๊กของเพนเทียมอย่างเดียวไว้หลายหน้า) แต่บทความก็ยังมีคุณค่าที่นักเรียนสายวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ทุกคนควรอ่านครับ ผมจะสรุปสั้นๆ ไว้ในข่าว

ยุคแรก: กำเนิด RISC

ซีพียูยุคแรกมักมีนคำสั่งที่ซับซ้อนเพราะสมัยนั้นยังไม่มีคอมไพล์เลอร์ โดยชิป CISC อาศัยชุดคำสั่งที่เรียกว่า microcode แปลงคำสั่งที่ซับซ้อนเป็นคำสั่งย่อยๆ เพื่อควบคุมวงจรในซีพียูอีกทีหนึ่ง ขณะที่ชิป RISC ออกแบบมาเพื่อความเรียบง่ายให้ออกแบบซีพียูได้ง่าย สามารถทำ pipelining และ superscalar ได้ง่าย ชิป RISC I จึงเอาชนะซีพียูที่ออกแบบโดยบริษัทขนาดใหญ่ได้อย่างขาดลอย (อย่างน้อยสองเท่าตัว)

บริษัทจำนวนมากรับเอาแนวคิด RISC ไปใช้งานเช่น ARM, MIPS, และ Sun SPARC

ยุคที่สอง: ชัยชนะของอินเทล และพีซี

ขณะที่ชิป CISC อื่นๆ เริ่มพ่ายแพ้ไปตามกาลเวลา อินเทลยังยึดกับ x86 ซึ่งมีชุดคำสั่งเป็น CISC โดยสถาปัตยกรรมภายในนั้นกลายเป็น RISC ไปแล้ว อินเทลยอมเสียความเร็วส่วนหนึ่งให้กับวงจรแปลงคำสั่งจาก CISC เป็น RISC เพื่อใช้เทคนิค pipelining และ superscalar ได้อย่างดี แม้จะเสียความเร็วในวงจรแปลงคำสั่งไปบ้างแต่อินเทลมีเทคโนโลยีการผลิตที่เหนือกว่าผู้ผลิตรายอื่นๆ, ความเร็วรวมขึ้นกับความเร็วในวงจรคำนวณเลขทศนิยมและแคชซึ่งมักพอๆ กันในทุกสถาปัตยกรรม, และซอฟต์แวร์จำนวนมากอิงกับสถาปัตยกรรม x86 ดังนั้นแม้ความเร็วจะต่างกันก็ไม่มีผล

นับแต่ปี 2000 เป็นต้นมาความเร็วของ x86 ก็ไล่ขึ้นมาจนไม่ต่างจาก RISC อีกต่อไป (แอปเปิลเปลี่ยนมาใช้ x86 ในปี 2006)

ยุคที่สาม: ยุคหลังพีซี

Patterson เขียนถึงยุคนี้ว่าเป็นยุคหลังยุคพีซี โดยในยุคพีซีนั้นความเข้ากันได้ของซอฟต์แวร์สำคัญที่สุด และอายุแบตเตอรี่มีความสำคัญต่ำกว่า แต่ยุคหลังจากนี้จะเป็นยุคของอุปกรณ์เคลื่อนที่ส่วนบุคคล (Personal Mobile Devices - PMD)

ยุคนี้จะต่างไปจากยุคก่อนๆ คือซอฟต์แวร์ถูกพัฒนาขึ้นใหม่ และซอฟต์แวร์ถูกเผยแพร่ด้วยโมเดล App Store หรือทำงานผ่านเบราเซอร์ ทำให้ความต้องการอิงกับ x86 ต่ำลง ขณะที่ พลังงานมีผลอย่างมากต่อซีพียูในยุคต่อไป และต้นทุนการผลิตก็มีส่วนสำคัญมาก

CPU ในตระกูล ARM และ MIPS นั้นใช้พื้นที่การผลิตต่ำกว่าอย่างน้อยครึ่งหนึ่งของ x86 เช่น Atom ขณะที่ใช้พลังงานต่ำกว่า 40-50% (Patterson ใช้ Atom ในปี 2008 เทียบกับ ARM และ MIP ในปี 2010 และ 2011) และ ARM ยังเปิดให้ผู้ผลิตจำนวนมากเข้ามาผลิตได้ขณะที่ x86 นั้นถูกจำกัดอยู่เฉพาะอินเทลและเอเอ็มดีเป็นหลัก

ในอีกตลาดหนึ่งคือ Cloud Computing นั้นจะมีการพึ่งพิงกับสถาปัตยกรรม x86 น้อยลงกว่าเดิม โดย RISC ต้องมีการปรับปรุงการรองรับหน่วยความจำ ECC หรือการทำ VM ที่ดีกว่านี้ แต่การบุกตลาดนี้จะไม่ยากเหมือนยุคพีซีอีกต่อไป

เมื่อดูภาพรวมแล้วปริมาณการผลิตชิปนั้น ชิปสำหรับ PMD นั้นมากกว่า CISC โดยรวมแบบ 10:1 ถึง 15:1 ดูเหมือนชัยชนะจะกลับมาเป็นของ RISC อีกครั้ง

ที่มา - Software Enablement 1, Software Enablement 2