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CISC

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CSIC简介Top
  CISC的英文全称为“Complex Instruction Set Computer”,即“复杂指令系统计算机”,从计算机诞生以来,人们一直沿用CISC指令集方式。早期的桌面软件是按CISC设计的,并一直沿续到现在,所以,微处理器(CPU)厂商一直在走CISC的发展道路,包括Intel、AMD,还有其他一些现在已经更名的厂商,如TI(德州仪器)、Cyrix以及VIA(威盛)等。在CISC微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度慢。CISC架构的服务器主要以IA-32架构(Intel Architecture,英特尔架构)为主,而且多数为中低档服务器所采用。
  CISC(复杂指令集计算机)和RISC(精简指令集计算机)是当前CPU的两种架构。它们的区别在于不同的CPU设计理念和方法。 早期的CPU全部是CISC架构,它的设计目的是要用最少的机器语言指令来完成所需的计算任务。比如对于乘法运算,在CISC架构的CPU上,您可能需要这样一条指令:MUL ADDRA, ADDRB就可以将ADDRA和ADDRB中的数相乘并将结果储存在ADDRA中。将ADDRA, ADDRB中的数据读入寄存器,相乘和将结果写回内存的操作全部依赖于CPU中设计的逻辑来实现。这种架构会增加CPU结构的复杂性和对CPU工艺的要求,但对于编译器的开发十分有利。比如上面的例子,C程序中的a*=b就可以直接编译为一条乘法指令。今天只有Intel及其兼容CPU还在使用CISC架构。 RISC架构要求软件来指定各个操作步骤。上面的例子如果要在RISC架构上实现,将ADDRA, ADDRB中的数据读入寄存器,相乘和将结果写回内存的操作都必须由软件来实现,比如:MOV A, ADDRA; MOV B, ADDRB; MUL A, B; STR ADDRA, A。这种架构可以降低CPU的复杂性以及允许在同样的工艺水平下生产出功能更强大的CPU,但对于编译器的设计有更高的要求。

RISC与CISC的特性比较Top
  RISC 和CISC 是目前设计制造微处理器的两种典型技术,虽然它们都是试图在体系结构、操作运行、软件硬件、编译时间和运行时间等诸多因素中做出某种平衡,以求达到高效的目的,但采用的方法不同,因此,在很多方面差异很大,它们主要有:
  (1) 指令系统:RISC 设计者把主要精力放在那些经常使用的指令上,尽量使它们具有简单高效的特色。对不常用的功能,常通过组合指令来完成。因此,在RISC 机器上实现特殊功能时,效率可能较低。但可以利用流水技术和超标量技术加以改进和弥补。而CISC 计算机的指令系统比较丰富,有专用指令来完成特定的功能。因此,处理特殊任务效率较高。
  (2) 存储器操作:RISC 对存储器操作有限制,使控制简单化;而CISC 机器的存储器操作指令多,操作直接。
  (3) 程序:RISC 汇编语言程序一般需要较大的内存空间,实现特殊功能时程序复杂,不易设计;而CISC 汇编语言程序编程相对简单,科学计算及复杂操作的程序社设计相对容易,效率较高。
  (4) 中断:RISC 机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断;而CISC 机器是在一条指令执行结束后响应中断。
  (5) CPU:RISC CPU 包含有较少的单元电路,因而面积小、功耗低;而CISC CPU 包含有丰富的电路单元,因而功能强、面积大、功耗大。
  (6) 设计周期:RISC 微处理器结构简单,布局紧凑,设计周期短,且易于采用最新技术;CISC 微处理器结构复杂,设计周期长。
  (7) 用户使用:RISC 微处理器结构简单,指令规整,性能容易把握,易学易用;CISC微处理器结构复杂,功能强大,实现特殊功能容易。
  (8) 应用范围:由于RISC 指令系统的确定与特定的应用领域有关,故RISC 机器更适合于专用机;而CISC 机器则更适合于通用机。


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开放分类
处理器    MCU(单片机)    

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贡献者
donnafan    


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