精简指令集

RISC的英文全称是Reduced Instruction Set Computer，中文是精简指令集计算机。特点是所有指令的格式都是一致的，所有指令的指令周期也是相同的，并且采用流水线技术。在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有Compaq（康柏，即新惠普）公司的Alpha、HP 公司的PA-RISC、IBM公司的PowerPC、MIPS公司的MIPS和SUN公司的Spare。

在分子生物学中RISC是RNA诱导沉默复合物。RNA诱导沉默复合物（RNA-induced silencing complex,RISC），是RNA干扰技术中起作用的重要物质。一定数量的外源性双链RNA（dsRNA）进入细胞后，被类似于核糖核酸酶Ⅲ的Dicer酶切割成短的21~23bp的双链小干扰RNA（si RNA），si RNA与解旋酶和其它因子结合，形成RNA诱导沉默复合物（RISC）。激活RISC 需要一个依赖ATP的将小分子RNA解双链的过程。激活的RISC通过碱基配对定位到同源mRNA 转录本上，并在距离siRNA 3'端12个碱基的位置切割mRNA。切割的机制尚不明了，但每个RISC都包含一个siRNA和一个不同于Dicer的RNA酶。因此，siRNA能够以序列同源互补的mRNA为靶点，通过促使特定基因的mRNA降解来高效、特意地阻断体内特定基因表达，诱发细胞呈现出特定基因表达降低表型。

中文名RNA诱导沉默复合物

外文名RNA-induced silencing complex,RISC

目录

1简介

2发展背景

▪发展分歧

▪提出原由

3优势

4特征

5结构特点

6发展前景

1简介

编辑

精简指令集，是计算机中央处理器的一种设计模式，也被称为RISC(Reduced Instruction Set Computer的缩写)。[1]这种设计思路对指令数目和寻址方式都做了精简，使其实现更容易，指令并行执行程度更好，编译器的效率更高。常用的精指令集微处理器包括DECAlpha、ARC、ARM、AVR、MIPS、PA-RISC、PowerArchitecture(包括PowerPC)和SPARC等。这种设计思路最早的产生缘自于有人发现，尽管传统处理器设计了许多特性让代码编写更加便捷，但这些复杂特性需要几个指令周期才能实现，并且常常不被运行程序所采用。此外，处理器和主内存之间运行速度的差别也变得越来越大。在这些因素促使下，出现了一系列新技术，使处理器的指令得以流水执行，同时降低处理器访问内存的次数。早期，这种指令集的特点是指令数目少，每条指令都采用标准字长、执行时间短、中央处理器的实现细节对于机器级程序是可见的。

2发展背景

编辑

在早期的计算机业中，编译器技术尚未出现。程序是以机器语言或汇编语言完成的。为了便于编写程序，计算机架构师造出越来越复杂的指令，可以高阶程序语言直接陈述高阶功能。当时的看法是硬件比编译器更易设计，所以复杂的东西就加进硬件了。

加速复杂化的其它因素是缺乏大内存。内存小的环境中，具有极高讯息密度的程序较有利。

当内存中的每一字节如此珍贵，例如储存某个完整系统只需几千字节，它使产业移向高度编码的指令、长度不等的指令、执行多个操作的指令，和执行数据传输与计算的指令。当时指令封包问题远比易解的指令重要。

那时使用磁性技术,内存不仅小，而且很慢。这是维持极高讯息密度的其它原因。借着具有极高讯息密度封包，当必须存取慢速资源时可以降低频率。

CPU只有少数缓存器的两个原因︰

CPU内部缓存器远贵于外部内存。以当时的集成电路技术水准，大缓存器集对芯片或电路板区域只是多余的浪费。

具有大数量的缓存器将需要大数量的指令位(使用珍贵的RAM)以做为缓存器指定器。

基于上述原因，CPU设计师试着令指令尽可能做更多的工作。这导致一个指令将做全部的工作︰读入两个数字，相加，并且直接在内存储存计算结果。其它版本将从内存读取两个数字，但计算结果储存在缓存器。另一个版本将从内存和缓存器各读一个数字，并再次存入内存。以此类推。这种处理器设计原理最终成为复杂指令集(CISC)。

当时的目标是给所有的指令提供所有的寻址模式，此称为「正交性」。这在 CPU 上导致了一些复杂性，但就理论上每个可能的命令都可以单独的调试（调用，be tuned），这样使得程序员能够比用简单的命令来得更快速。

这类的设计最终可以由光谱的两端来表达， 6502 在光谱的一端，而 VAX 在光谱的另一端。单价25美元的 1MHz 6502 芯片只有单一的通用缓存器，但它的极精简的单周期内存界面（single-cycle memory interface）让一个位的操作效能和更高频率设计几乎相同，例如4MHz Zilog Z80 在使用相同慢速的记忆芯片下（大约近似 300ns）。

发展分歧

精简指令集

在计算机指令系统的优化发展过程中，出现过两个截然不同的优化方向：CISC技术和RISC 技术。CISC是指复杂指令系统计算机(ComplexInstructionSetComputer)；RISC是指精减指令系统计算机(ReducedInstructionSetComputer)。这里的计算机指令系统指的是计算机的最低层的机器指令，也就是CPU能够直接识别的指令。随着计算机系统的复杂，要求计算机指令系统的构造能使计算机的整体性能更快更稳定。最初，人们采用的优化方法是通过设置一些功能复杂的指令，把一些原来由软件实现的、常用的功能改用硬件的指令系统实现，以此来提高计算机的执行速度，这种计算机系统就被称为复杂指令系统计算机，即ComplexInstructionSetComputer，简称CISC。另一种优化方法是在20世纪80年代才发展起来的，其基本思想是尽量简化计算机指令功能，只保留那些功能简单、能在一个节拍内执行完成的指令，而把较复杂的功能用一段子程序来实现，这种计算机系统就被称为精简指令系统计算机．即ReducedInstructionSetComputer，简称RISC。RISC技术的精华就是通过简化计算机指令功能，使指令的平均执行周期减少，从而提高计算机的工作主频，同时大量使用通用寄存器来提高子程序执行的速度

提出原由

IBM公司设在纽约Yorktown的JhomasI.Wason研究中心于1975年组织力量研究指令系统的合理性问题．因为当时已感到，日趋庞杂的指令系统不但不易实现．而且还可能降低系统性能．1979年以帕特逊教授为首的一批科学家也开始在美国加州大学伯克莱分校开展这一研究．结果表明，CISC存在许多缺点．首先．在这种计算机中．各种指令的使用率相差悬殊：一个典型程序的运算过程所使用的80%指令．只占一个处理器指令系统的20%．事实上最频