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RISC指令集是什么
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精簡(jiǎn)指令集。因在cpu中的指令集多是簡(jiǎn)單指令,這樣就從復(fù)雜指令集中精簡(jiǎn)出來。它的是是:抓住cisc指令系統(tǒng)指令種類太多、指令格式不規(guī)范、尋址方式太多的缺點(diǎn),通過和簡(jiǎn)化尋址方式,方便處理器內(nèi)部的并行處理,提高vlsi器件的使用效率,從而大幅度地提高處理器的性能。
特征
·指令種類少,指令格式規(guī)范:risc指令集通常只使用一種或少數(shù)幾種格式。指令長(zhǎng)度單一(一般4個(gè)字節(jié)),并且在字邊界上對(duì)齊,字段位置、特別是操作碼的位置是固定的。
· 尋址方式簡(jiǎn)化:幾乎所有指令都使用寄存器尋址方式,尋址方式總數(shù)一般不超過5個(gè)。其他更為復(fù)雜的尋址方式,如間接尋址等則由軟件利用簡(jiǎn)單的尋址方式來合成。
·大量利用寄存器間操作:risc指令集中大多數(shù)操作都是寄存器到寄存器操作,只以簡(jiǎn)單的load和store操作訪問內(nèi)存。因此,每條指令中訪問的內(nèi)存地址不會(huì)超過1個(gè),訪問內(nèi)存的操作不會(huì)與算術(shù)操作混在一起。
·簡(jiǎn)化處理器結(jié)構(gòu):使用risc指令集,可以大大簡(jiǎn)化處理器的控制器和其他功能單元的設(shè)計(jì),不必使用大量專用寄存器,特別是允許以硬件線路來實(shí)現(xiàn)指令操作,而不必像cisc處理器那樣使用微程序來實(shí)現(xiàn)指令操作。因此risc處理器不必像cisc處理器那樣設(shè)置微程序控制存儲(chǔ)器,就能夠快速地直接執(zhí)行指令。
·便于使用vlsi技術(shù):隨著lsi和vlsi技術(shù)的發(fā)展,整個(gè)處理器(甚至多個(gè)處理器)都可以放在一個(gè)芯片上。risc體系結(jié)構(gòu)可以給設(shè)計(jì)單芯片處理器帶來很多好處,有利于提高性能,簡(jiǎn)化vlsi芯片的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn);趘lsi技術(shù),制造risc處理器要比cisc處理器工作量小得多,成本也低得多。
·加強(qiáng)了處理器并行能力:risc指令集能夠非常有效地適合于采用流水線、超流水線和超標(biāo)量技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)指令級(jí)并行操作,提高處理器的性能。目前常用的處理器內(nèi)部并行操作技術(shù)基本上是基于risc體系結(jié)構(gòu)發(fā)展和走向成熟的。
前景
正由于risc體系所具有的優(yōu)勢(shì),它在高端系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用,而cisc體系則在桌面系統(tǒng)中占據(jù)統(tǒng)治地位。而在如今,預(yù)計(jì)未來,risc將要一統(tǒng)江湖。
它是在CISC指令系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,有人對(duì)CISC機(jī)進(jìn)行測(cè)試表明,各種指令的使用頻度相當(dāng)懸殊,最常使用的是一些比較簡(jiǎn)單的指令,它們僅占指令總數(shù)的20%,但在程序中出現(xiàn)的頻度卻占80%。復(fù)雜的指令系統(tǒng)必然增加微處理器的復(fù)雜性,使處理器的研制時(shí)間長(zhǎng),成本高。并且復(fù)雜指令需要復(fù)雜的操作,必然會(huì)降低計(jì)算機(jī)的速度;谏鲜鲈颍20世紀(jì)80年代RISC型CPU誕生了,相對(duì)于CISC型CPU ,RISC型CPU不僅精簡(jiǎn)了指令系統(tǒng),還采用了一種叫做“超標(biāo)量和超流水線結(jié)構(gòu)”,大大增加了并行處理能力。
RISC指令集是高性能CPU的發(fā)展方向。它與傳統(tǒng)的CISC(復(fù)雜指令集)相對(duì)。相比而言,RISC的指令格式統(tǒng)一,種類比較少,尋址方式也比復(fù)雜指令集少。當(dāng)然處理速度就提高很多了。目前在中高檔服務(wù)器中普遍采用這一指令系統(tǒng)的CPU,特別是高檔服務(wù)器全都采用RISC指令系統(tǒng)的CPU。RISC指令系統(tǒng)更加適合高檔服務(wù)器的操作系統(tǒng)UNIX,現(xiàn)在Linux也屬于類似UNIX的操作系統(tǒng)。RISC型CPU與Intel和AMD的CPU在軟件和硬件上都不兼容。
目前,在中高檔服務(wù)器中采用RISC指令的CPU主要有以下幾類:PowerPC處理器、SPARC處理器、PA-RISC處理器、MIPS處理器、Alpha處理器。
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