RISC與CISC
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CISC（復雜指令集計算）和RISC（精簡(jiǎn)指令集計算）是兩種不同的計算機指令集架構。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/202408/461606.htm
CISC（Complex Instruction Set Computing）
較少的指令數：因為每條指令可以完成較多的操作，所以總體的指令數較少。
內存使用效率高：由于指令的復雜性，單個(gè)指令可以在較少的時(shí)鐘周期內完成任務(wù)，從而減少內存帶寬的占用。
硬件實(shí)現復雜：實(shí)現這些復雜指令需要更復雜的硬件邏輯。
常見(jiàn)應用：早期的計算機和一些特定應用中使用較多，如x86架構。
RISC（Reduced Instruction Set Computing）
精簡(jiǎn)指令集：RISC架構設計了一組相對簡(jiǎn)單且數量較少的指令，每條指令執行一個(gè)非常簡(jiǎn)單的操作。
較多的指令數：由于每條指令執行的操作簡(jiǎn)單，完成一個(gè)任務(wù)需要更多的指令。
指令執行速度快：簡(jiǎn)單指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內完成，從而提高了指令執行速度。
硬件實(shí)現簡(jiǎn)單：由于指令集的精簡(jiǎn)，硬件設計相對簡(jiǎn)單且更容易優(yōu)化。
常見(jiàn)應用：現代嵌入式系統和移動(dòng)設備中廣泛使用，如ARM架構。
對比
復雜性：CISC指令復雜，RISC指令簡(jiǎn)單。
執行速度：RISC通常具有更快的執行速度，因為每條指令在一個(gè)時(shí)鐘周期內完成。
指令數：CISC指令數少，但每條指令功能強大；RISC指令數多，但每條指令功能簡(jiǎn)單。
硬件設計：CISC硬件設計復雜，RISC硬件設計簡(jiǎn)單。
應用領(lǐng)域：CISC多用于臺式機和服務(wù)器，RISC多用于嵌入式系統和移動(dòng)設備。
這兩種架構各有優(yōu)劣，具體選擇取決于應用場(chǎng)景和性能需求。
RISC和CISC的對比
RISC（Reduced Instruction Set Computer）
定義：RISC是一種執行較少類(lèi)型計算機指令的微處理器架構。通過(guò)減少指令集的數量，可以更快地執行操作。
起源：1974年，紐約約克鎮IBM研究中心的John Cocke提出了RISC的概念。他發(fā)現計算機中約20%的指令承擔了80%的工作。
主要特點(diǎn)：
指令簡(jiǎn)單：RISC設計者將主要精力放在經(jīng)常使用的簡(jiǎn)單指令上，這些指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內完成。
指令數少：較少的指令類(lèi)型需要更少的晶體管和電路元件，從而簡(jiǎn)化微處理器設計，提高執行速度。
存儲器操作限制：對存儲器操作有限制，使控制簡(jiǎn)單化。
程序復雜性：由于簡(jiǎn)單的指令集，實(shí)現復雜功能時(shí)需要組合多條指令，程序復雜度增加，內存占用較大。
中斷處理：可以在一條指令執行的適當位置響應中斷。
CPU芯片電路：包含較少的單元電路，面積小、功耗低。
設計周期短：結構簡(jiǎn)單，布局緊湊，設計周期短，易于采用最新技術(shù)。
常見(jiàn)處理器：DEC Alpha、ARC、ARM、MIPS、PowerPC、SPARC、SuperH等。
CISC（Complex Instruction Set Computer）
定義：CISC是一種復雜指令集計算機架構，使用豐富的指令集，每條指令可以完成較為復雜的操作。
主要特點(diǎn)：
指令豐富：指令系統比較豐富，有專(zhuān)用指令來(lái)完成特定功能。
存儲器操作直接：存儲器操作指令多，操作直接。
程序簡(jiǎn)單性：匯編語(yǔ)言程序編寫(xiě)相對簡(jiǎn)單，特別是科學(xué)計算及復雜操作的程序設計效率較高。
中斷處理：在一條指令執行結束后響應中斷。
CPU芯片電路：包含豐富的電路單元，功能強大，但面積大、功耗高。
設計周期長(cháng)：結構復雜，設計周期長(cháng)。
用戶(hù)使用：功能強大，實(shí)現特殊功能容易。
常見(jiàn)處理器：X86。
RISC和CISC的區別
指令系統：
RISC：專(zhuān)注于簡(jiǎn)單、高效的常用指令，通過(guò)組合指令完成不常用功能。
CISC：提供豐富的指令系統，有專(zhuān)用指令完成特定功能。
存儲器操作：
RISC：對存儲器操作有限制，控制簡(jiǎn)單。
CISC：存儲器操作指令多，操作直接。
程序復雜性：
RISC：程序復雜，需要較大內存空間。
CISC：程序編寫(xiě)相對簡(jiǎn)單，設計效率高。
中斷處理：
RISC：在一條指令執行的適當位置響應中斷。
CISC：在一條指令執行結束后響應中斷。
CPU芯片電路：
RISC：?jiǎn)卧娐飞?，面積小、功耗低。
CISC：電路單元豐富，面積大、功耗高。
設計周期：
RISC：設計周期短，易于采用新技術(shù)。
CISC：設計周期長(cháng)，結構復雜。
用戶(hù)使用：
RISC：指令規整，性能容易把握，易學(xué)易用。
CISC：結構復雜，功能強大，實(shí)現特殊功能容易。
應用范圍：
RISC：更適合于專(zhuān)用機。
CISC：更適合于通用機。
指令解碼和執行效率：RISC核心設計簡(jiǎn)單，指令集較少，容易進(jìn)行指令解碼和執行優(yōu)化。因此，在現代CISC處理器中，首先將復雜的CISC指令解碼成更簡(jiǎn)單的RISC微操作（micro-operations），再由RISC核心執行。這種方式可以提高指令執行效率。
設計復雜性降低：RISC核心的設計相對簡(jiǎn)單，可以簡(jiǎn)化處理器設計的復雜性。通過(guò)在CISC處理器中采用RISC核心，可以降低設計和驗證的難度，縮短開(kāi)發(fā)周期。
能效比提升：RISC核心因為其簡(jiǎn)單的設計，通常具有較低的功耗和較小的芯片面積。這對于移動(dòng)設備和嵌入式系統等功耗敏感的應用場(chǎng)景尤為重要。
模塊化設計：通過(guò)使用RISC核心，處理器設計可以更加模塊化和靈活。這使得在同一架構下可以更容易地進(jìn)行不同型號和規格處理器的擴展和開(kāi)發(fā)。
兼顧舊有軟件支持和新性能：現代CISC處理器（如x86架構）需要兼容大量已有的軟件和系統，因此外部接口依然保持CISC架構。但是，內部通過(guò)RISC核心執行，可以兼顧性能和兼容性，提供更好的用戶(hù)體驗。
微操作：Intel的x86處理器內部使用了一種被稱(chēng)為“微操作（micro-ops）”的機制，將復雜的x86指令解碼為更簡(jiǎn)單的微操作，然后由內部的RISC風(fēng)格的執行單元處理。
超標量和超流水：現代x86處理器利用超標量和超流水技術(shù)，同時(shí)執行多條微操作，以提高指令級并行度和處理速度。
這兩種架構各有優(yōu)劣，具體選擇取決于應用場(chǎng)景和性能需求。
為什么現在CISC也是由RISC實(shí)現？
如今的CISC處理器都參考了RISC設計，將指令在處理器內翻譯成微碼再工作。
1. 性能優(yōu)化
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