RISC 与 CISC 的区别

RISC 和 CISC 处理器之间的主要区别

• 在 RISC 中，指令集被精简，并且大多数这些指令都非常基础，而在 CISC 中，指令集非常庞大，可用于复杂操作。
• RISC 计算机的执行时间非常短，而 CISC 计算机的执行时间非常长。
• RISC 代码扩展可能会产生问题，而 CISC 代码扩展则不是问题。
• 在 RISC 中，指令的解码很简单，而在 CISC 中，指令的解码很复杂。
• RISC 在计算时不需要外部内存，而 CISC 在计算时需要外部内存。
• RISC 具有多个寄存器组，而 CISC 只有一个寄存器组。

在这里，我已经分析了 RISC 和 CISC 之间的区别，并将全面评估它们的优缺点。

什么是 RISC？

RISC 旨在执行数量较少的计算机指令类型。因此，它可以以更高的速度运行。RISC 的全称是精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computers）。它是一种微处理器，旨在执行数量较少的计算机指令，以便能够以更高的速度运行。

RISC 指令集包含少于 100 条指令，并使用固定指令格式。此方法使用少数简单的寻址模式，这些模式使用基于寄存器的指令。在此编译器开发机制中，LOAD/STORE 是访问内存的唯一独立指令。

RISC 的特点

在我们的分析中，RISC 的一个重要特点是

• 更简单的指令解码
• 大量的通用寄存器。
• 简单的寻址模式
• 数据类型较少。
• 可以实现流水线。
• 每周期一条指令
• 寄存器到寄存器的操作
• 简单的指令格式
• 指令执行速度更快。
• 更小的程序

RISC 处理器示例

• Alpha
• ARC
• ARM
• AVR
• MIPS
• PA-RISC
• PIC
• Power Architecture
• SPARC

RISC 的优点

根据我的观察，以下是 RISC 的主要优点

• 复杂高效的机器指令。
• 它提供了广泛的内存管理寻址能力。
• 与 RISC 处理器相比，寄存器的数量相对较少。
• 它有助于减少指令集。
• 为内存操作数提供有限的寻址方案。

RISC 的缺点

根据我的理解，以下是我认为 RISC 的缺点。

• RISC 处理器的性能取决于程序员或编译器。编译器在将 CISC 代码转换为 RISC 代码方面起着重要作用。
• RISC 处理器在芯片本身上具有较大的内存缓存。
• RISC 架构要求片上硬件能够持续重新编程。

什么是 CISC？

CISC 的开发旨在简化编译器开发。CISC 的全称是复杂指令集计算机（Complex Instruction Set Computer）。这些芯片易于编程且内存利用效率高。

CISC 消除了为处理器生成机器指令的需要。例如，CISC 处理器内置了计算平方根距离的功能，而无需编译器并编写冗长的机器指令。

许多早期的计算机器都是用汇编语言编程的。计算机内存又慢又贵。CISC 通常在 PDP-11 和 DEC 系统等大型计算机中实现。

CISC 的特点

根据我的经验，以下是 CISC 的一些重要特点。

• 需要一条指令来支持多种寻址模式。
• 指令数量庞大。
• 指令解码逻辑将很复杂。
• 用于特殊任务的指令很少使用。
• 种类繁多的寻址模式
• 它提供可变长度的指令格式。
• 指令的长度超过一个字。
• 指令的执行可能需要一个以上的时钟周期。
• 通用寄存器的数量较少，因为操作本身在内存中进行。
• 各种 CISC 设计都配备了两个特殊的堆栈指针寄存器，用于管理中断。

CISC 处理器示例

• Intel x86 CPU
• System/360
• VAX
• PDP-11
• Motorola 68000 系列
• AMD

CISC 的优点

根据我的经验，以下是 CISC 的优势

• 在 CISC 中，无需更改指令集的结构即可轻松向芯片添加新命令。
• 这种架构允许您有效地利用主内存。
• 编译器不应太复杂，就像 CISC 一样。指令集可以编写成匹配高级语言的结构。

CISC 的缺点

在这里，我将分享我遇到的 CISC 的缺点。

• 处理器系列的前几代大多包含在每个新版本的一个子集中。因此，随着计算机的每一代发展，指令集和芯片硬件都变得更加复杂。
• 由于不同指令的时钟时间永远不会相同，因此机器的性能会变慢。
• 它们更大，因为它们需要更多的晶体管。

RISC vs. CISC：主要区别

根据我的观察，以下是 RISC 和 CISC 之间的一些重要区别。

RISC	CISC
它有一个硬连线编程单元。	它有一个微编程单元。
指令集被精简，并且大多数这些指令都非常基础。	指令集包含各种不同的指令，可用于复杂操作。
性能得到优化，侧重于软件。	性能得到优化，侧重于硬件。
存在多个寄存器组。	只有一个寄存器组。
这种处理器高度流水线化。	它们大多流水线化程度较低或不流水线化。
执行时间非常短。	执行时间非常长。
代码扩展可能会造成问题。	代码扩展不是问题。
指令解码很简单。	指令解码很复杂。
计算不需要外部内存。	计算需要外部内存。
常见的 RISC 微处理器包括 ARC、Alpha、ARC、ARM、AVR、PA-RISC 和 SPARC。	CISC 处理器的示例包括 System/360、VAX、AMD 和 Intel x86 CPU。
每条指令的单周期	指令可能需要多个时钟周期。
大量使用 RAM（如果 RAM 有限，可能导致瓶颈）	比 RISC 更有效地利用 RAM
复杂且可变长度的指令	简单、标准化的指令
指令数量庞大	少量固定长度指令
复合寻址模式	有限的寻址模式
重要应用包括智能手机和 PDA。	重要应用包括安全系统和家庭自动化。
固定（32 位）格式	各种格式（每条指令 16–64 位）。
分离数据和指令缓存。	指令和数据的统一缓存。

如何选择 RISC 或 CISC

我观察到，虽然 RISC 架构在简单性和速度至关重要的环境中表现出色，但 CISC 系统对于需要全面命令集的任务不可或缺。