基于指令集,有两种流行的体系结构类型。它们是CISC(复杂指令集计算)和RISC(精简指令集计算)。让我们讨论这两种体系结构之间的潜在差异、优势、劣势和相似之处。
RISC(精简指令集计算机)是一种使用中央处理器(CPU)实现简化指令处理器设计原理的计算机。RISC体系结构设计通过最大限度地减少永久存储在微处理器中的指令数量,并更多地依赖非驻留指令(即代码或软件程序),显著简化和加速数据处理。RISC无疑是当今最快、最有效的微处理器技术。
RISC芯片或微处理器充分利用了这样一个事实,即计算机处理过程中的大多数指令都相对简单,并且计算机的设计能够快速处理这些简单指令。RISC体系结构是对原始英特尔奔腾芯片中使用的CISC(复杂指令集计算)体系结构的改进。尽管英特尔在将RISC技术集成到其芯片上方面进展缓慢,但它们仍然大多基于ISC。
关于RISC体系结构的最终价值,专家们仍有很多争议。怀疑论者认为,通过简化硬件,RISC架构给软件带来了更大的负担。因此他们得出结论,这不值得费心,因为传统微处理器正变得越来越便宜和快速。另一方面,支持者认为RISC机器既便宜又快,因此是未来的机器。
CISC是一种微处理器设计。CISC体系结构包含一大组计算机指令,范围从非常简单到非常复杂和专门化。尽管该设计旨在以最高效的方式计算复杂指令,但后来发现许多小而短的指令可以更高效地计算复杂指令。
IBM的RISC系统/6000工作站和Macintosh计算机中使用的PowerPC微处理器是RISC微处理器。英特尔的奔腾微处理器是CISC微处理器。RISC从CISC设计中获取每一条更长、更复杂的指令,并将其简化为多条指令,这些指令更短、处理速度更快。
比较基础 | RISC | 中钢集团 |
寻址模式数 | RISC具有较少的寻址模式,指令集中的大多数指令具有寄存器到寄存器的寻址模式。 | CISC有许多不同的寻址模式,因此可以更有效地表示高级编程语言语句。 |
微程序设计单元 | 它是一个硬接线的编程单元。 | 它有一个微程序单元。 |
例子 | System/360、PDP-11、VAX、AMD、摩托罗拉68000和英特尔x86 CPU上的台式PC。 | DEC Alpha、AMD 29000、ARC、Atmel AVR、Blackfin、英特尔i860和i960、MIPS、摩托罗拉88000、PA-RISC、power(包括PowerPC)、SuperH、SPARC和ARM。 |
指令编码 | 使用指令的固定长度编码。示例:在IA32中,通常所有指令都编码为4字节。 | 使用指令的可变长度编码。示例:IA32指令大小的范围为1到15字节。 |
算术和逻辑运算 | 算术和逻辑运算仅使用寄存器操作数。 | 算术和逻辑运算可以应用于内存和寄存器操作数。 |
指令集 | 指令集减少,即指令集中只有少量指令。这些指令中有许多是非常原始的。 | 指令集有各种不同的指令,可用于复杂的操作。 |
应用 | 它用于视频处理、电信和图像处理等高端应用。 | 它用于低端应用,如安全系统、家庭自动化等 |
加工机 | 它的处理器有大约一个时钟周期的简单指令。 | 它的处理器有复杂的指令,需要占用多个时钟来执行。 |
处理器流水线 | 它的处理器是高度流水线的。 | 处理器通常较少采用流水线或根本不采用流水线。 |
实施方案 | 实现程序暴露于机器级程序。 | 实现程序对机器级程序隐藏。 |
复杂寻址模式 | 使用软件合成复杂的寻址模式。 | 它已经支持复杂的寻址模式。 |
复杂性 | 复杂性在于微程序。 | RISC的复杂性在于执行程序的编译器。 |
表演 | 性能得到优化,更加关注软件。 | 性能得到优化,更加关注硬件。 |
外部存储器 | 它不需要外部内存进行计算。 | 它确实需要一个外部存储器来进行计算。 |
指令解码 | 指令的解码很简单。 | 指令的解码是复杂的。 |
代码扩展 | 代码扩展可能是个问题。 | 代码扩展不是问题。 |
执行时间 | 执行时间更短。 | 执行时间非常长。 |
登记册 | 存在多个寄存器集。 | 只有一个寄存器集存在。 |
存储单元 | 它没有内存单元,使用单独的硬件来执行指令。 | 它有一个内存单元来执行复杂的指令。 |
程序大小 | RISC具有较大的程序大小。 | CISC的程序规模很小。 |
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