RISC 和 CISC

CISC与RISC指令集对比
本文介绍了CISC(复杂指令集计算机)与RISC(精简指令集计算机)两种CPU指令集的区别与特点。CISC追求用较少指令完成任务,而RISC则侧重于简化CPU设计并依赖软件实现复杂功能。文章还讨论了两者的发展趋势。

两种不同理念的CPU指令集

  • CSIC(Complex Instruction Set Computer)
    复杂指令集的CPU。

  • RSIC(Reduced Instruction Set Computer)
    精简指令集的CPU。

各自的特点

  • CISC
    CISC体系的设计理念是用最少的指令来完成任务(譬如计算乘法只需要一条MUL指令即可),因此CISC的CPU本身设计复杂、工艺复杂,但好处是编译器好设计。CISC出现较早,至今Intel还一直采用CISC设计。

  • RISC
    RISC的设计理念是让软件来完成具体的任务,CPU本身仅提供基本功能指令集,即:指令集中指令的数量相对很少。这种设计理念相对于CISC的设计理念,CPU的设计和工艺简单了,但是编译器的设计变复杂了。

  • 比较
    一般典型CISC的CPU指令数在300条左右。ARM的CPU(作为典型的RISC的CPU)常用指令数在30条左右。
    一般来说,CISC的CPU的功耗更高,一般用在PC机和笔记本电脑中。相对来说,RISC的CPU的功耗更低,一般用在嵌入式领域。

CPU指令集设计的发展和趋势

早期简单CPU,指令和功能都很有限,并没有区分CISC和RISC。
随着CPU功能越来越复杂,需要的指令也越来越多,于是慢慢的就到了CISC年代 —— CPU功能扩展依赖于指令集的扩展,实质是CPU内部组合逻辑电路的扩展。以实现CPU更加复杂的功能。但是这样不断的增加的指令数量来达到CPU越来越高的性能要求是不可持续的。对CPU结构的复杂性、对CPU工艺的要求和对CPU功耗的控制要求将会越来越高。
于是就有了另外一种CPU设计的思路。即:RISC年代 —— CPU仅仅提供基础功能指令(譬如内存与寄存器通信指令,基本运算与判断指令等),功能扩展由使用CPU的人利用基础架构来灵活实现(即通过软件的编写来实现更加复杂的功能)。
以后的发展方向是:没有纯粹的RISC或CISC,发展方向是RISC与CISC结合,形成一种介于2者之间的CPU类型。

参考来源:朱有鹏老师视频教程课件 网友文章
参考博客:http://blog.sina.com.cn/s/blog_9d5430ce0100x5pb.html

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