RISC与CISC比较

Posted 2020-11-08 cpsmile

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。