RISC（reduced instruction set computer）精簡指令集電腦 簡介 精簡指令集，是電腦中央處理器的一種設計模式，也被稱為RISC(Reduced Instruction Set Computer的縮寫)。[1] 這種設計思路對指令數目和定址方式都做了精簡，使其實現更 ...
RISC（reduced instruction set computer）精簡指令集電腦
簡介
精簡指令集，是電腦中央處理器的一種設計模式，也被稱為RISC(Reduced Instruction Set Computer的縮寫)。[1] 這種設計思路對指令數目和定址方式都做了精簡，使其實現更容易，指令並行執行程度更好，編譯器的效率更高。常用的精簡指令集微處理器包括DECAlpha、ARC、ARM、AVR、MIPS、PA-RISC、PowerArchitecture(包括PowerPC)和SPARC等。這種設計思路最早的產生緣自於有人發現，儘管傳統處理器設計了許多特性讓代碼編寫更加便捷，但這些複雜特性需要幾個指令周期才能實現，並且常常不被運行程式所採用。此外，處理器和主記憶體之間運行速度的差別也變得越來越大。在這些因素促使下，出現了一系列新技術，使處理器的指令得以流水執行，同時降低處理器訪問記憶體的次數。早期，這種指令集的特點是指令數目少，每條指令都採用標準字長、執行時間短、中央處理器的實現細節對於機器級程式是可見的。
發展前景
鑒於RISC的設計特點以及其無可比擬的優點，RISC體繫結構處理器的發展方向：
一是增加處理器的並行性；
二是擴展支持可伸縮並行電腦系統的功能；
三是提高工藝水平。最終RISC與DSP在嵌入式應用中完美融合，密不可分。
RISC微處理器不僅精簡了指令系統，採用超標量和超流水線結構；它們的指令數目只有幾十條，卻大大增強了並行處理能力。如：1987年SunMicrosystem公司推出的SPARC晶元就是一種超標量結構的RISC處理器。而SGI公司推出的MIPS處理器則採用超流水線結構，這些RISC處理器在構建並行精簡指令系統多處理機中起著核心的作用。RISC處理器是當今UNIX領域64位多處理機的主流晶元。
性能特點
一：由於指令集簡化後，流水線以及常用指令均可用硬體執行；
二：採用大量的寄存器，使大部分指令操作都在寄存器之間進行，提高了處理速度；
三：採用緩存—主機—外存三級存儲結構，使取數與存數指令分開執行，使處理器可以完成儘可能多的工作，且不因從存儲器存取信息而放慢處理速度。
應用特點
由於RISC處理器指令簡單、採用硬佈線控制邏輯、處理能力強、速度快，世界上絕大部分UNIX工作站和伺服器廠商均採用RISC晶元作CPU用。如原DEC的Alpha21364、IBM的PowerPCG4、HP的PA—8900、SGI的R12000A和SUNMicrosystem公司的UltraSPARC║。
運行特點
RISC晶元的工作頻率一般在400MHZ數量級。時鐘頻率低，功率消耗少，溫升也少，機器不易發生故障和老化，提高了系統的可靠性。單一指令周期容納多部並行操作。在RISC微處理器發展過程中。曾產生了超長指令字（VLIW）微處理器，它使用非常長的指令組合，把許多條指令連在一起，以能並行執行。VLIW處理器的基本模型是標量代碼的執行模型，使每個機器周期內有多個操作。有些RISC處理器中也採用少數VLIW指令來提高處理速度。
