CISC和RISC的特點和區別

2022-07-29 17:45:09 字數 1873 閱讀 8370

cisc的英文全稱為「complex instruction set computer」,即「複雜指令系統計算機」,從計算機誕生以來,人們一直沿用cisc指令集方式。早期的桌面軟體是按cisc設計的,並一直沿續到現在。目前,桌面計算機流行的x86體系結構即使用cisc。微處理器(cpu)廠商一直在走cisc的發展道路,包括intel、amd,還有其他一些現在已經更名的廠商,如ti(德州儀器)、ibm以及via(威盛)等。在cisc微處理器中,程式的各條指令是按順序序列執行的,每條指令中的各個操作也是按順序序列執行的。順序執行的優點是控制簡單,但計算機各部分的利用率不高,執行速度慢。cisc架構的伺服器主要以ia-32架構(intel architecture,英特爾架構)為主,而且多數為中低檔伺服器所採用。

risc的英文全稱為「reduced instruction set computer」,即「精簡指令集計算機」,是一種執行較少型別計算機指令的微處理器,起源於80年代的mips主機(即risc機),risc機中採用的微處理器統稱risc處理器。這樣一來,它能夠以更快的速度執行操作(每秒執行更多百萬條指令,即mips)。因為計算機執行每個指令型別都需要額外的電晶體和電路元件,計算機指令集越大就會使微處理器更複雜,執行操作也會更慢。

特點區別各方面如下:

1、指令系統

cisc:計算機的指令系統比較豐富,有專用指令來完成特定的功能。因此,處理特殊任務效率較高。

risc:設計者把主要精力放在那些經常使用的指令上,盡量使它們具有簡單高效的特色。對不常用的功能,常通過組合指令來完成。因此,在risc 機器上實現特殊功能時,效率可能較低。但可以利用流水技術和超標量技術加以改進和彌補。

2、儲存器操作

cisc:機器的儲存器操作指令多,操作直接。

risc:對儲存器操作有限制,使控制簡單化。

3、程式

cisc:組合語言程式程式設計相對簡單,科學計算及複雜操作的程式社設計相對容易,效率較高。

risc:組合語言程式一般需要較大的記憶體空間,實現特殊功能時程式複雜,不易設計。

4、中斷

cisc:機器是在一條指令執行結束後響應中斷。

risc:機器在一條指令執行的適當地方可以響應中斷。

5、cpu

cisc:cpu包含有豐富的電路單元,因而功能強、面積大、功耗大。

risc:cpu包含有較少的單元電路,因而面積小、功耗低。

6、設計週期

cisc:微處理器結構複雜,設計周期長。

risc:微處理器結構簡單,布局緊湊,設計周期短,且易於採用最新技術。

7、使用者使用

cisc:微處理器結構複雜,功能強大,實現特殊功能容易。

risc:微處理器結構簡單,指令規整,效能容易把握,易學易用。

8、應用範圍

cisc:機器則更適合於通用機。

risc:由於risc指令系統的確定與特定的應用領域有關,故risc 機器更適合於專用機。

功耗相關:事實上,架構設計會極大地影響晶元總體功耗的走向。就cpu功耗來講,risc和cisc走了兩條不一樣的道路。cisc走的是效能路線,先把效能做上去,功耗放一邊。然後不斷地考慮如何散熱,什麼金屬片,風扇,水冷一起上。反正用在pc上,一般人也感覺不出耗電大會有什麼明顯的問題。risc走的是低功耗路線,面向的是需要用電池的場景。功耗低是第一原則,效能排第二。對一般人來講,最常接觸到的就是手機了。很長一段時間裡,人們都在默默忍受著手機速度慢帶來的各種延遲,卡頓。沒辦法,手機廠商不敢給你效能更高的cpu,否則電池半天就沒電了。

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