RISC處理器
RISC(精簡(jiǎn)指令集算法)處理器是經(jīng)過(guò)硬件的精簡(jiǎn)只執(zhí)行很有限的最常用的那部分指令的處理器。因?yàn)橥ㄟ^(guò)研究發(fā)現(xiàn),只有 大約 20%的指令是最常用的,把處理器能執(zhí)行的指令數(shù)目減少到 最低限度,對(duì)它們的執(zhí)行進(jìn)行優(yōu)化,就可以極大地提高處理器的 工作速度。一般來(lái)說(shuō),RISC 處理器比同等的 CISC 處理器要快 50%~75%,同時(shí) RISC 處理器更容易設(shè)計(jì)和糾錯(cuò)。 體:指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 操作:簡(jiǎn)單 數(shù)據(jù):Load-Store結(jié)構(gòu),尋址方式簡(jiǎn)單 編碼:定長(zhǎng) 相:實(shí)現(xiàn)與使用方式 簡(jiǎn)化硬件,提高主頻 指令流水線(xiàn)技術(shù):寄存器操作容易解決相關(guān)編譯技術(shù) 用:性能及兼容性 性能:每條指令周期數(shù)差不多,主頻高,CPI高 流水及多發(fā)射技術(shù)在提高性能的前提下不影響兼容性 32位定長(zhǎng)指令 32個(gè)32位通用寄存器 三寄存器操作數(shù)運(yùn)算指令 Load-Store指令,基址+偏移量尋址方式 簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)移條件 Delay-Branch 1964年CDC公司推出的CDC 6600是第一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī),具備了RISC的一些基本特征 CDC 6600的設(shè)計(jì)者認(rèn)識(shí)到為了實(shí)現(xiàn)有效的流水技術(shù),需要簡(jiǎn)化體系結(jié)構(gòu) Load-Store結(jié)構(gòu) 記分板(Score-Boarding)動(dòng)態(tài)流水線(xiàn)調(diào)度 亂序執(zhí)行(Out-of-Order)技術(shù) 1976年的Cray-1向量機(jī)使用了與CDC 6600類(lèi)似的想法 Cray是CDC 6600的主要設(shè)計(jì)者之一 上述簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)以高效實(shí)現(xiàn)的想法在60-70年代沒(méi)有受到小型機(jī)和微處理器設(shè)計(jì)者的重視 1968年John Cocke在IBM的San Jose研究中心開(kāi)始ASC(Advanced Scientific Computer)項(xiàng)目的研究 基本思想是讓編譯器做更多的指令調(diào)度以減少硬件復(fù)雜度 還提出了每個(gè)周期發(fā)射多條指令的思想 ASC計(jì)劃后來(lái)被取消,Cocke在1971年到Future System 1975年Cocke到IBM的Yorktown研究中心開(kāi)始研制IBM 801,801是最早開(kāi)始設(shè)計(jì)的RISC處理器,Cocke獲得了Eckert-Mauchly和Turing獎(jiǎng)。