CISC和RISC的区别
CISC(Complex Instruction Set Computers,复杂指令集计算集)和RISC(Reduced Instruction Set Computers)是两大类主流的CPU指令集类型,其中CISC以Intel,AMD的X86 CPU为代表,而RISC以ARM,IBM Power为代表。RISC的设计初衷针对CISC CPU复杂的弊端,选择一些可以在单个CPU周期完成的指令,以降低CPU的复杂度,将复杂性交给编译器。举一个例子,CISC提供的乘法指令,调用时可完成内存a和内存b中的两个数相乘,结果存入内存a,需要多个CPU周期才可以完成;而RISC不提供“一站式”的乘法指令,需调用四条单CPU周期指令完成两数相乘:内存a加载到寄存器,内存b加载到寄存器,两个寄存器中数相乘,寄存器结果存入内存a。按照此思路,早期的设计出的RISC指令集,指令数是比CISC少些,单后来,很多RISC的指令集中指令数反超了CISC,因此,引用指令的复杂度而非数量来区分两种指令集。
当然,CISC也是要通过操作内存、寄存器、运算器来完成复杂指令的。它在实现时,是将复杂指令转换成了一个微程序,微程序在制造CPU时就已存储于微服务存储器。一个微程序包含若干条微指令(也称微码),执行复杂指令时,实际上是在执行一个微程序。这也带来两种指令集的一个差别,微程序的执行是不可被打断的,而RISC指令之间可以被打断,所以理论上RISC可更快响应中断。
在此,总结一下CISC和RISC的主要区别:
- CISC的指令能力强,单多数指令使用率低却增加了CPU的复杂度,指令是可变长格式;RISC的指令大部分为单周期指令,指令长度固定,操作寄存器,只有Load/Store操作内存
- CISC支持多种寻址方式;RISC支持方式少
- CISC通过微程序控制技术实现;RISC增加了通用寄存器,硬布线逻辑控制为主,是和采用流水线
- CISC的研制周期长
- RISC优化编译,有效支持高级语言
参考文献
1. https://cs.stanford.edu/people/eroberts/courses/soco/projects/risc/risccisc/
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Reduced_instruction_set_computer
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