RISC指令

RISC指令

RISC:(精簡指令集)。因在CPU中的指令集多是簡單指令,這樣就從複雜指令集中精簡出來。它的是是:抓住CISC指令系統指令種類太多、指令格式不規範、定址方式太多的缺點,通過和簡化定址方式,方便處理器內部的并行處理,提高VLSI器件的使用效率,從而大幅度地提高處理器的性能。

簡介


在最初發明計算機的數十年裡,隨著計算機功能日趨增大,性能日趨變強,內部元器件也越來越多,指令集日趨複雜,過於冗雜的指令嚴重的影響了計算機的工作效率。後來經過研究發現,在計算機中,80%程序只用到了20%的指令集,基於這一發現,RISC精簡指令集被提了出來,這是計算機系統架構的一次深刻革命。RISC體系結構的基本思路是:抓住CISC指令系統指令種類太多、指令格式不規範、定址方式太多的缺點,通過減少指令種類、規範指令格式和簡化定址方式,方便處理器內部的并行處理,提高VLSI器件的使用效率,從而大幅度地提高處理器的性能。

特徵


·指令種類少,指令格式規範:RISC指令集通常只使用一種或少數幾種格式。指令長度單一(一般4個位元組),並且在字邊界上對齊,欄位位置、特別是操作碼的位置是固定的。
· 定址方式簡化:幾乎所有指令都使用寄存器定址方式,定址方式總數一般不超過5個。其他更為複雜的定址方式,如間接定址等則由軟體利用簡單的定址方式來合成。
·大量利用寄存器間操作:RISC指令集中大多數操作都是寄存器到寄存器操作,只以簡單的Load和Store操作訪問內存。因此,每條指令中訪問的內存地址不會超過1個,訪問內存的操作不會與算術操作混在一起。
·簡化處理器結構:使用RISC指令集,可以大大簡化處理器的控制器和其他功能單元的設計,不必使用大量專用寄存器,特別是允許以硬體線路來實現指令操作,而不必像CISC處理器那樣使用微程序來實現指令操作。因此RISC處理器不必像CISC處理器那樣設置微程序控制存儲器,就能夠快速地直接執行指令。
·便於使用VLSI技術:隨著LSI和VLSI技術的發展,整個處理器(甚至多個處理器)都可以放在一個晶元上。RISC體系結構可以給設計單晶元處理器帶來很多好處,有利於提高性能,簡化VLSI晶元的設計和實現。基於VLSI技術,製造RISC處理器要比CISC處理器工作量小得多,成本也低得多。
·加強了處理器并行能力:RISC指令集能夠非常有效地適合於採用流水線、超流水線和超標量技術,從而實現指令級并行操作,提高處理器的性能。目前常用的處理器內部并行操作技術基本上是基於RISC體系結構發展和走向成熟的。

前景


正由於RISC體系所具有的優勢,它在高端系統得到了廣泛的應用,而CISC體系則在桌面系統中佔據統治地位。而在如今,,預計未來,RISC將要一統江湖。