CISC和RISC的特点和区别


       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。目前,桌面计算机流行的x86体系结构即使用CISC。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)、IBM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。
  RISC的英文全称为“Reduced Instruction Set Computer”,即“精简指令集计算机”,是一种执行较少类型计算机指令的微处理器,起源于80年代的MIPS主机(即RISC机),RISC机中采用的微处理器统称RISC处理器。这样一来,它能够以更快的速度执行操作(每秒执行更多百万条指令,即MIPS)。因为计算机执行每个指令类型都需要额外的晶体管和电路元件,计算机指令集越大就会使微处理器更复杂,执行操作也会更慢。
  特点区别各方面如下:
  1、指令系统

  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。

  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。

  2、存储器操作

  CISC:机器的存储器操作指令多,操作直接。

  RISC:对存储器操作有限制,使控制简单化。

  3、程序

  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。

  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。

  4、中断

  CISC:机器是在一条指令执行结束后响应中断。

  RISC:机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断。

  5、CPU

  CISC:CPU包含有丰富的电路单元,因而功能强、面积大、功耗大。

  RISC:CPU包含有较少的单元电路,因而面积小、功耗低。

  6、设计周期

  CISC:微处理器结构复杂,设计周期长。

  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。

  7、用户使用

  CISC:微处理器结构复杂,功能强大,实现特殊功能容易。

  RISC:微处理器结构简单,指令规整,性能容易把握,易学易用。

  8、应用范围
  CISC:机器则更适合于通用机。

  RISC: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。

  功耗相关:事实上,架构设计会极大地影响芯片总体功耗的走向。就CPU功耗来讲,RISC和CISC走了两条不一样的道路。CISC走的是性能路线,先把性能做上去,功耗放一边。然后不断地考虑如何散热,什么金属片,风扇,水冷一起上。反正用在PC上,一般人也感觉不出耗电大会有什么明显的问题。RISC走的是低功耗路线,面向的是需要用电池的场景。功耗低是第一原则,性能排第二。对一般人来讲,最常接触到的就是手机了。很长一段时间里,人们都在默默忍受着手机速度慢带来的各种延迟,卡顿。没办法,手机厂商不敢给你性能更高的CPU,否则电池半天就没电了。


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