问RISC与CISC

risc(精简指令集计算机)和cisc(复杂指令集计算机)是当前cpu的两种架构。它们的区别在于不同的cpu设计理念和方法。 早期的cpu全部是cisc架构,它的设计目的是要用最少的机器语言指令来完成所需的计算任务。比如对于乘法运算,在cisc架构的cpu上,您可能需要这样一条指令:mul addra, addrb就可以将addra和addrb中的数相乘并将结果储存在addra中。将addra, addrb中的数据读入寄存器,相乘和将结果写回内存的操作全部依赖于cpu中设计的逻辑来实现。这种架构会增加cpu结构的复杂性和对cpu工艺的要求,但对于编译器的开发十分有利。比如上面的例子,c程序中的a*=b就可以直接编译为一条乘法指令。今天只有intel及其兼容cpu还在使用cisc架构。 risc架构要求软件来指定各个操作步骤。上面的例子如果要在risc架构上实现,将addra, addrb中的数据读入寄存器,相乘和将结果写回内存的操作都必须由软件来实现,比如:mov a, addra; mov b, addrb; mul a, b; str addra, a。这种架构可以降低cpu的复杂性以及允许在同样的工艺水平下生产出功能更强大的cpu,但对于编译器的设计有更高的要求。

复杂指令集CPU内部为将较复杂的指令译码，也就是指令较长，分成几个微指令去执行，正是如此开发程序比较容易（指令多的缘故），但是由于指令复杂，执行工作效率较差，处理数据速度较慢，PC 中 Pentium的结构都为CISC CPU。RISC是精简指令集CPU，指令位数较短，内部还有快速处理指令的电路，使得指令的译码与数据的处理较快，所以执行效率比CISC高，不过，必须经过编译程序的处理，才能发挥它的效率，我所知道的IBM的 Power PC为RISC CPU的结构，CISCO 的CPU也是RISC的结构。咱们经常见到的PC中的CPU，Pentium-Pro（P6）、Pentium-II,Cyrix的M1、M2、AMD的K5、K6实际上是改进了的CISC，也可以说是结合了CISC和RISC的部分优点。RISC与CISC的主要特征对比比较内容 CISC RISC 指令系统 复杂，庞大 简单，精简 指令数目 一般大于200 一般小于100 指令格式 一般大于4 一般小于4 寻址方式 一般大于4 一般小于4 指令字长 不固定 等长 可访存指令 不加限制 只有LOAD/STORE指令 各种指令使用频率 相差很大 相差不大 各种指令执行时间 相差很大 绝大多数在一个周期内完成 优化编译实现 很难 较容易 程序源代码长度 较短 较长 控制器实现方式 绝大多数为微程序控制 绝大多数为硬布线控制 软件系统开发时间 较短 较长