RISC vs CISC

指令集体系结构是处理器的一个组成部分，它是创建机器级程序以执行任何数学或逻辑操作所必需的。它作为硬件和软件之间的接口，使处理器响应用户给出的执行、创建、删除等命令。

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处理器的性能完全取决于其中设计的指令集架构。我们知道处理器的正常运行需要软件和硬件，但关于哪个应该发挥主要作用一直存在争论。

例如，英特尔的硬件部分被命名为复杂指令集计算机(CISC)，苹果将其硬件命名为精简指令集计算机(RISC)。

英特尔认为硬件应该比软件发挥更大的作用，并在CISC上构建了他们的处理器。而苹果押注于软件而非硬件，并基于RISC构建了他们的处理器。

CISC体系结构:

基于CISC的处理器可以通过单个指令同时执行许多低级操作，如从内存中加载值、执行算术运算和在内存中存储值等。

在过去，为了计算复杂的算术运算，编译器必须创建很长的机器代码序列。为了避免这种情况，研究人员构建了一种架构，可以更少地访问内存，以减轻编译器的负担。CISC通过直接使用内存而不是寄存器文件来实现这一点。为此，CISC采用了微程序控制和缓存存储器。

这种架构使用高速缓存存储数据和指令。CISC中的指令是由具有微指令序列的微程序执行的。

CISC架构的优势:

1. 由于可以编写微程序指令集来匹配高级语言结构，因此编译器不需要那么复杂。
2. 此外，由于CISC架构使用通用硬件来执行执行命令，因此在不改变其架构的情况下向芯片添加新命令非常容易。
3. CISC体系结构有效地使用主存，因为复杂性设计允许使用较少数量的指令来执行命令
4. 在CISC中，实现微编程更容易，成本也相对较低

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CISC架构的缺点:

1. 由于时钟速度较慢，总体执行速度相对较低
2. 由于它被设计来执行许多功能，所以硬件设计是复杂的
3. 新版本的CISC处理器包含了早期处理器的子集。因此，随着处理器的每一个新版本，芯片硬件和指令都变得复杂起来。

例子:

1. IBM 370/168
2. 英特尔80486年
3. VAX - 11/780

RISC架构:

RISC处理器使用简单的命令，然后将这些命令分成若干条指令，在单个时钟周期内实现低级操作。这个处理器被设计用来执行简单的指令和快速行动。

特别是在RISC架构中，简化了处理器的指令集，减少了执行时间。它使用流水线技术来执行任何指令。在RISC体系结构中，处理器的指令集被简化以减少执行时间。它使用小而高度优化的指令集，通常用于注册操作。

使用更多的少量指令可以提高执行速度。它使用管道技术来执行任何指令。流水线技术允许处理器同时处理不同的指令步骤，如获取、解码和执行指令。

RISC架构的优点:

1. 与CISC处理器相比，它要快得多，因为它简化了指令集
2. RISC处理器由于其简单的架构，可以比CISC处理器设计得更快
3. 由于使用了许多寄存器来保存和传递指令，因此该处理器的指令执行量很高
4. 由于减少了指令集，这种架构使用更少的芯片空间。这样就可以在芯片上嵌入额外的功能，如浮点运算单元或内存管理单元。
5. 这种架构降低了每个芯片的成本，因为它在单个硅片上使用了由更多组件组成的更小的芯片

RISC架构的缺点:

1. 这些处理器需要非常快的内存系统来提供大量的指令。因此，在芯片上提供了一个大的内存缓存。
2. RISC处理器的性能取决于正在执行的代码。第一条指令中的任何差异都会使编译器在调度下面的指令时表现不佳。

例子:

1. AVR的
2. 手臂
3. 图片
4. PA-RISC

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RISC vs CISC