精簡指令系統

精簡指令系統 ,由於CISC 技術在發展中出現了問題, 計算機系統結構設計的先驅者們嘗試從另一條途徑來支持高級語言及適應VLSI 技術特點。1975 年IBM 公司Jo hn Cocke 提出了精簡指令系統的構想。到了1979 年, 美國加州大學伯克萊分校由Patter son 教授領導的研究組, 首先提出了RISC 這一術語, 並先後研製了RISC-Ⅰ和RISC- Ⅱ計算機。1981 年美國的史丹福大學在Hennessy教授領導下的研究小組研製了M IPS RISC 計算機, 強調高效的流水和採用編譯方法進行流水調度, 使得RISC 技術設計風格得到很大補充和發展。

90 年代初, IEEE 的Michael Slater 對於RISC 的定義作了如下描述:RISC 處理器所設計的指令系統應使流水線處理能高效率執行, 並使最佳化編譯器能生成最佳化代碼。

RISC 為使流水線高效率執行, 應具有下述特徵:

( 1) 簡單而統一格式的指令解碼;

( 2) 大部分指令可以單周期執行完成;

( 3) 只有LOAD 和ST ORE 指令可以訪問存儲器;

( 4) 簡單的定址方式;

( 5) 採用延遲轉移技術;

( 6) 採用LOAD 延遲技術。

RISC 為使最佳化編譯器便於生成最佳化代碼, 應具有下述特徵:

( 1) 三地址指令格式;

( 2) 較多的暫存器;

( 3) 對稱的指令格式。

RISC 的主要問題是編譯後生成的目標代碼較長, 占用了較多的存儲器空間。但由於半導體集成技術的發展, 使得RAM 晶片集成度不斷提高和成本不斷下降, 目標代碼較長已不成為主要問題。RISC 技術存在另一個潛在缺點是對編譯器要求較高,除了常規最佳化方法外, 還要進行指令順序調度, 甚至能替代通常流水線中所需的硬體聯鎖功能。

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