Posted on 2007-03-21 19:36
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IT
RISC
和
CISC
是
CPU
從指令集的特點上可以分為兩類
:CISC
和
RISC
。
RISC
是英文
Reduced Instruction Set Computing
的縮寫
,
就是
"
精簡指令運算集
”
。
CISC
就是
"
復雜指令運算集
"
。
RISC
的指令系統相對簡單，它只要求硬件執行很有限且最常用的那部分指令，大部分復雜的操作則使用成熟的編譯技術，由簡單指令合成。目前在中高檔服務器中普遍采用這一指令系統的
CPU
，特別是高檔服務器全都采用
RISC
指令系統的
CPU
。在中高檔服務器中采用
RISC
指令的
CPU
主要有
Compaq
（康柏，即新惠普）公司的
Alpha
、
HP
公司的
PA-RISC
、
IBM
公司的
Power PC
、
MIPS
公司的
MIPS
和
SUN
公司的
Spare
。
CPU
執行運算速度受三個因素的影響
(1)
程序中指令數
I
，
(2)
每條指令執行所用周期數
CPI
，
(3)
周期時間
T
。這三者又有：程序執行時間
=I
＊
CPI
＊
T
，因此，從這個等式可看出減小其中任一個都可提高
CPU
的速度，因此
RISC
技術就從這三方面下手，對
I
、
CPI
、
T
進行優化改良，其措施如下：
1
、采用多級指令流水線結構
采用流水線技術可使每一時刻都有多條指令重疊執行，以減小
CPI
的值，使
CPU
不浪費空周期。實例：
Pentium
Ⅱ
/Pro/Celeron
可同時發出執行五條指令，
AMD
－
K6/K6
－
2
可同時發出六條指令。
2
、選取機器中使用頻率最高的簡單指令及部分復雜指令
這樣可減小時鐘周期數量，提高
CPU
速度，其實質是減小
CPI
下的值實現。實例：選取運算指令、加載、存儲指令和轉移指令作主指令集。
3
、采用加載
(Load)
、存儲
(Store)
結構
只允許
Load
和
Store
指令執行存儲器操作，其余指令均對寄存器操作。實例：
Amd
－
K6/K6
－
2
、
P
Ⅱ
/Celeron/Pro
均支持對寄存器的直接操作和重新命名，并大大增加通用寄存器的數量。
4
、延遲加載指令和轉移指令
由于數據從存儲器到寄存器存在二者速度差、轉移指令要進行入口地址的計算，這使
CPU
執行速度大大受限，因此，
RISC
技術為保證流水線高速運行，在它們之間允許加一條不相關的可立即執行的指令，以提高速度。
實例：主要體現于預測執行、非順序執行和數據傳輸等方面，除
Intel P54/55C
不支持，像
K6
－
2
、
P
Ⅱ均支持。
5
、采用高速緩存
(cache)
結構
為保證指令不間斷地傳送給
CPU
運算器，
CPU
設置了一定大小的
Cache
以擴展存儲器的帶寬，滿足
CPU
頻繁取指需求，一般有兩個獨立
Cache
，分別存放“指令＋數據”。
實例：
P
Ⅱ
/Celeron:16K
＋
16K
，
AMD
－
K6/K6
－
2
為
32K
＋
32K
，
Cyrix M
Ⅱ
:64K(
實也為
2
個
32K Cache
，此作共享
Cache)
，
P
Ⅱ還加了
L2 Cache
，更是大幅提高了
CPU
速度。
?