RISC原理介绍 说明

主要特点
RISC微处理器不仅精简了指令系统，采用超标量和超流水线结构；它们的指令数目只有几十条，却大大增强了并 行处理能力。如：1987年Sun Microsystem公司推出的SPARC芯片就是一种超标量结构的RISC处理器。而SGI公 司推出的MIPS处理器则采用超流水线结构，这些RISC处理器在构建并行精简指令系统多处理机中起着核心的作 用。 RISC处理器是当今UNIX领域64位多处理机的主流芯片
运行特点
RISC芯片的工作频率一般在400MHZ数量级。时钟频率低，功率消耗少，温升也少，机器不易发生故障和老化， 提高了系统的可靠性。单一指令周期容纳多部并行操作。在RISC微处理器发展过程中。曾产生了超长指令字（VL IW）微处理器，它使用非常长的指令组合，把许多条指令连在一起，以能并行执行。VLIW处理器的基本模型是 标量代码的执行模型，使每个机器周期内有多个操作。有些RISC处理器中也采用少数VLIW指令来提高处理速度 。Pentium 4微处理器体系结构完全采用RISC体系结构。
种类
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目前常见使用RISC的处理器包括DEC Alpha、ARC、ARM、MIPS、PowerPC、SPARC和SuperH等。
性能特点
性能特点一：由于指令集简化后，流水线以及常用指令均可用硬件执行； 性能特点二：采用大量的寄存器，使大部分指令操作都在寄存器之间进行，提高了处理速度；
性能特点三：采用缓存—主机—外存三级存储结构，使取数与存数指令分开执行，使处理器可以完成尽可能多的 工作，且不因从存储器存取信息而放慢处理速度。 应用特点；由于RISC处理器指令简单、采用硬布线控制逻辑、处理能力强、速度快，世界上绝大部分UNIX工作 站和服务器厂商均采用RISC芯片作CPU用。如原DEC的Alpha21364、IBM的Power PC G4、HP的PA—8900、 SGI的R12000A和SUN Microsystem公司的Ultra SPARC ║。
risc
目录 [隐藏] 简介 特点 区别 种类 医学中的含义
简介
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RISC（reduced instruction set computer，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。 纽约约克镇IBM研究中心的John Cocke证明，计算机中约20%的指令承担了80%的工作，他于1974年提出了RIS C的概念。第一台得益于这个发现的电脑是1980年IBM的PC/XT。再后来，IBM的RISC System/6000也使用了这 个思想。RISC这个词本身属于伯克利加利福尼亚大学的一个教师David Patterson。RISC这个概念还被用在Sun 公司的SPARC微处理器中，并促成了现在所谓的MIPS技术的建立，它是Silicon Graphics的一部分。许多当前的 微芯片现在都使用RISC概念。 RISC概念已经引领了微处理器设计的一个更深层次的思索。设计中必须考虑到：指令应该如何较好的映射到微处 理器的时钟速度上（理想情况下，一条指令应在一个时钟周期内执行完）；体系结构需要多“简单”；以及在不诉诸 于软件的帮助下，微芯片本身能做多少工作等等。
特点
改进特点
和CISC比 除了性能的改进，RISC的一些优点以及相关的设计改进还有： @如果一个新的微处理器其目标之一是不那么复杂，那么其开发与测试将会更快。
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@使用微处理器指令的操作系统及应用程序的程序员将会发现，使用更小的指令集使得代码开发变得更加容易。 @RISC的简单使得在选择如何使用微处理器上的空间时拥有更多的自由。 @比起从前，高级语言编译器能产生更有效的代码，因为编译器使用RISC机器上的更小的指令集。 除了RISC，任何全指令集计算机都使用的是复杂指令集计算（CISC）。 RISC典型范例如：MIPS R3000、HP—PA8000系列，Motorola M88000等均属于RISC微处理器。
区别
Байду номын сангаас
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RISC 和CISC 是目前设计制造微处理器的两种典型技术，虽然它们都是试图在体系结构、操作运行、软件硬件、 编译时间和运行时间等诸多因素中做出某种平衡，以求达到高效的目的，但采用的方法不同，因此，在很多方面 差异很大，它们主要有： （1） 指令系统：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。而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。 （2） 存储器操作：RISC 对存储器操作有限制，使控制简单化；而CISC 机器的存储器操作指令多，操作直接。 （3） 程序：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；而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设计相对容易，效率较高。 （4） 中断：RISC 机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断；而CISC 机器是在一条指令执行结束后响应中 断。 （5） CPU：RISC CPU 包含有较少的单元电路，因而面积小、功耗低；而CISC CPU 包含有丰富的电路单元， 因而功能强、面积大、功耗大。 （6） 设计周期：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；CISC 微处理器结构 复杂，设计周期长。 （7） 用户使用：RISC 微处理器结构简单，指令规整，性能容易把握，易学易用；CISC微处理器结构复杂，功 能强大，实现特殊功能容易。 （8） 应用范围：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；而CISC 机 器则更适合于通用机。