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简述risc和cisc的区别

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Roses|  楼主 | 2018-5-4 16:43 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

简述risc和cisc的区别


 在计算机技术的许多变革中,复杂指令集计算机(CISC)过渡到精简指令集计算机(RISC)体系结构的转变是很重要的一个方面。正是RISC的出现发展大大推动了嵌入式系统性能的提高和功能的完善。

  什么是CISC和RISC ?

  CISC的英文全称为“Complex InstrucTIon Set Computer”,即“复杂指令系统计算机”,从计算机诞生以来,人们一直沿用CISC指令集方式。早期的桌面软件是按CISC设计的,并一直沿续到现在。目前,桌面计算机流行的x86体系结构即使用CISC。微处理器(CPU)厂商一直在走CISC的发展道路,包括Intel、AMD,还有其他一些现在已经更名的厂商,如TI(德州仪器)、IBM以及VIA(威盛)等。在CISC微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度慢。CISC架构的服务器主要以IA-32架构(Intel Architecture,英特尔架构)为主,而且多数为中低档服务器所采用。


  RISC的英文全称为“Reduced InstrucTIon Set Computer”,即“精简指令集计算机”,是一种执行较少类型计算机指令的微处理器,起源于80年代的MIPS主机(即RISC机),RISC机中采用的微处理器统称RISC处理器。这样一来,它能够以更快的速度执行操作(每秒执行更多百万条指令,即MIPS)。因为计算机执行每个指令类型都需要额外的晶体管和电路元件,计算机指令集越大就会使微处理器更复杂,执行操作也会更慢。

  

  特点区别各方面如下:

  1、指令系统

  CISC

  计算机的指令系统比较丰富,有专用指令来完成特定的功能。因此,处理特殊任务效率较高。

  RISC

  设计者把主要精力放在那些经常使用的指令上,尽量使它们具有简单高效的特色。对不常用的功能,常通过组合指令来完成。因此,在RISC 机器上实现特殊功能时,效率可能较低。但可以利用流水技术和超标量技术加以改进和弥补。

  2、存储器操作

  CISC

  机器的存储器操作指令多,操作直接。

  RISC

  对存储器操作有限制,使控制简单化。

  3、程序

  CISC

  汇编语言程序编程相对简单,科学计算及复杂操作的程序社设计相对容易,效率较高。

  RISC

  汇编语言程序一般需要较大的内存空间,实现特殊功能时程序复杂,不易设计。

  4、中断

  CISC

  机器是在一条指令执行结束后响应中断。

  RISC

  机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断。

  5、CPU

  CISC

  CPU包含有丰富的电路单元,因而功能强、面积大、功耗大。

  RISC

  CPU包含有较少的单元电路,因而面积小、功耗低。

  6、设计周期

  CISC

  微处理器结构复杂,设计周期长。

  RISC

  微处理器结构简单,布局紧凑,设计周期短,且易于采用最新技术。

  7、用户使用

  CISC

  微处理器结构复杂,功能强大,实现特殊功能容易。

  RISC

  微处理器结构简单,指令规整,性能容易把握,易学易用。

  8、应用范围

  CISC

  机器则更适合于通用机。

  RISC

  由于RISC指令系统的确定与特定的应用领域有关,故RISC 机器更适合于专用机。

  我们经常谈论有关“PC”与“Macintosh”的话题,但是又有多少人知道以Intel公司X86为核心的PC系列正是基于CISC体系结构,而 Apple公司的Macintosh则是基于RISC体系结构,CISC与RISC到底有何区别?

  从硬件角度来看CISC处理的是不等长指令集,它必须对不等长指令进行分割,因此在执行单一指令的时候需要进行较多的处理工作。而RISC执行的是等长精简指令集,CPU在执行指令的时候速度较快且性能稳定。因此在并行处理方面RISC明显优于CISC,RISC可同时执行多条指令,它可将一条指令分割成若干个进程或线程,交由多个处理器同时执行。由于RISC执行的是精简指令集,所以它的制造工艺简单且成本低廉。

  从软件角度来看,CISC运行的则是我们所熟识的DOS、Windows操作系统。而且它拥有大量的应用程序。因为全世界有65%以上的软件厂商都理为基于CISC体系结构的PC及其兼容机服务的,象赫赫有名的Microsoft就是其中的一家。而RISC在此方面却显得有些势单力薄。虽然在RISC上也可运行DOS、Windows,但是需要一个翻译过程,所以运行速度要慢许多。

  目前CISC与RISC正在逐步走向融合,PenTIum Pro、Nx586、K5就是一个最明显的例子,它们的内核都是基于RISC体系结构的。他们接受CISC指令后将其分解分类成RISC指令以便在遇一时间内能够执行多条指令。由此可见,下一代的CPU将融合CISC与RISC两种技术,从软件与硬件方面看二者会取长补短。



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