RISC设计原则及基本技术

CISC的特点：

• 指令系统庞大，指令功能复杂，指令寻址方式多，指令格式多
• 绝大多数指令需要多个机器周期完成
• 各种指令都可以访问存储器
• 采用微程序控制
• 有专用寄存器，少量
• 难以用优化编译技术生成高效的目标代码程序

RISC特点：

• 大多数指令在单周期内完成
• LOAD/STORE结构
• 硬布线控制逻辑
• 减少指令和寻址方式的种类
• 固定的指令格式
• 注重编译的优化（三地址指令格式、较多的寄存器、对称的指令格式）

*我认为RISC与CISC的不同之处在于指令精简、寻址方式减少以及注重编译优化，这要得益于二八法则（CISC中，大约20％的指令占据了80％的处理机时间。其余80％指令使用频度只占20％的处理机运行时间）。RISC比CISC快3倍左右，主要取决于CPI(每条指令执行的平均周期数)。在RISC中CPI近乎1。

RISC的设计原则：

• 使用频度很高的指令
• 大大减少寻址方式
• 所有指令在一个机器周期内完成
• 扩大通用寄存器个数
• 采用硬联控制实现
• 通过精简指令和优化设计编译程序，以简单有效的方式支持高级语言

RISC结构采用的基本技术：

• 在逻辑上采用硬联实现和微程序固件实现相结合的技术
• 在CPU中设置数量较大的寄存器组，并采用重叠寄存器窗口的技术
• 指令的执行采用流水和延迟转移技术
• 采用优化编译技术，优化寄存器的分配和使用

RISC的不足：

• 指令少，加重汇编程序员的负担
• 浮点运算和虚拟存储器支持不足
• 编译程序难写

对于不足的最后一条，我感到疑惑——RISC提供直接支持高级语言的能力，应当是简化了编译程序的设计，为什么还要说编译程序难写？希望知道的朋友们留下评论:)

VLIW(超长指令字)：

• 是一种显式指令级并行指令系统
• 一条VLIW指令含有多个相同或不同的操作字段（每个操作字段的功能相当于一般处理机中的一条指令）
• 每个操作字段能够分别独立地控制各自的功能部件同时运行
• 二维程序结构
• 指令级并行度高

应用VLIW的有Intel和HP合制的安腾（Intanium）处理机。