4.03CISC和RISC

複雜指令系統計算機CISC

設計思路:一條指令完成一個複雜的基本功能

代表:X86架構,如筆記本、臺式機等

精簡指令系統計算機

設計思路:一條指令完成一個基本“動作”,多條指令組合完成一個複雜的基本功能

代表:ARM架構,如手機、平板等

CISC和RISC的比較

CISC RISC
指令系統 複雜、龐大 簡單
指令數目 一般大於200條 一般小於100條
指令字長 不固定 定長
可訪存指令 不加限制 只有Load/Store(取數/存數)指令
各種指令執行時間 相差較大 絕大多數在一個週期內完成
各種指令使用頻度 相差很大 都比較常用
通用寄存器數量 較少
目標代碼 難以用優化編譯生成高效的目標程序代碼 採用優化的編譯程序,生成代碼較爲高效
控制方式 絕大多數採用微程序控制 絕大多數採用組合邏輯控制
指令流水線 可以通過一定方式實現 必須實現
瞭解
  1. 指令系統、指令數目:
    a. CISC每要實現一種功能,就要增加一條指令。因此指令系統龐大、複雜,指令數目較多
    b. RISC要實現一種功能,可通過原有的指令組合實現。因此指令系統簡單,指令數目較少
  2. 指令字長:
    a. CISC不同的功能對應不同的指令。因此指令長度是不同的
    b. RISC在設計指令時,把指令設置成定長的,方便以後的優化
  3. 可訪存指令:
    a. CICS可以訪存的指令不受限制,即任何指令都可能具有訪存的功能
    b. RISC可訪存的指令只有Load/Store(取數/存數),一個功能要實現訪存功能可通過這兩條指令與其他指令組合而成
  4. 各種指令執行時間及使用頻度
    a. CISC不通指令實現不同功能,所需時間可能相差很大。某些不常用的功能對應的指令使用頻率較小
    b. RISC在設計時,將指令細分成小的動作,這些動作(指令)執行時間大致在一個週期內完成。每個動作都比較常用
  5. 通用寄存器的數量
    a. CISC一條指令直接完成一個功能,往往產生較少的中間結果,需要寄存器數量較少
    b. RISC通過不通指令組合完成一個功能時,會產生較多中間結果,需要較多的寄存器保存中間結果
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