1.RISC与CISC的差异

处理器的指令集可简单分为2种,CISC(complex instruction set computer)以及RISC(reduced instruction set computer)。一开始的处理器都是CISC架构,随着时间演进,有越来越多的指令集加入。由于当时编译器的技术并不纯熟,程序都会直接以机器码或是汇编语言写成,为了减少程序设计师的设计时间,逐渐开发出单一指令,复杂操作的程序码,设计师只需写下简单的指令,再交由CPU去执行。但是后来有人发现,整个指令集中,只有约20%的指令常常会被使用到,约占整个程序的80%;剩余80%的指令,只占整个程序的20%。于是1979年美国加州大学柏克莱分校的David Patterson教授提出了RISC的想法,主张硬件应该专心加速常用的指令,较为复杂的指令则利用常用的指令去组合。

RISC的优点列举如下:

指令长度固定,方便CPU译码,简化译码器设计。

尽量在CPU的暂存器(最快的存储器元件)里操作,避免额外的读取与载入时间。

由于指令长度固定,更能受益于执行线路管线化(pipeline)后所带来的效能提升。

处理器简化,晶体管数量少,易于提升运作时脉。比起同时脉的CISC处理器,耗电量较低。

RISC的缺点列举如下:

复杂指令需要由许多的小指令去完成,程序变得比较大,存储器也占用比较多,这在硬盘昂贵,常常使用磁带储存的时代来说,是个大缺点。

程序变长,代表着读取工作变得繁重,需要更多的时间将指令从存储器载入至处理器内。

这里也提供一个小小的概念,CISC是在RISC出现之后才出现的相对名词,并不是从一开始就有CISC、RISC这2种处理器架构。

2. CISC和RISC的区别

前者更加专注于高性能但同时高功耗的实现(x86),而后者则专注于小尺寸低功耗领域(ARM)。

实际上也有很多事情CISC更加合适,而另外一些事情则是RISC更加合适,比如在执行高密度的运算任务的时候CISC就更具备优势,而在执行简单重复劳动的时候RISC就能占到上风。

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