精简指令系统( RISC)

指令系统( RISC)"/>

精简指令系统( RISC)

由于CISC 技术在发展中出现了问题, 计算机系统结构设计的先驱者们尝试从另一条途径来支持高级语言及适应VLSI 技术特点。1975 年IBM 公司Jo hn Cocke 提出了精简指令系统的设想。到了1979 年, 美国加州大学伯克莱分校由Patter son 教授领导的研究组, 首先提出了RISC 这一术语, 并先后研制了RISC-Ⅰ和RISC- Ⅱ计算机。1981 年美国的斯坦福大学在Hennessy教授领导下的研究小组研制了M IPS RISC 计算机, 强调高效的流水和采用编译方法进行流水调度, 使得RISC 技术设计风格得到很大补充和发展。

90 年代初, IEEE 的Michael Slater 对于RISC 的定义作了如下描述:RISC 处理器所设计的指令系统应使流水线处理能高效率执行, 并使优化编译器能生成优化代码。

RISC 为使流水线高效率执行, 应具有下述特征:

( 1) 简单而统一格式的指令译码;

( 2) 大部分指令可以单周期执行完成;

( 3) 只有LOAD 和ST ORE 指令可以访问存储器;

( 4) 简单的寻址方式;

( 5) 采用延迟转移技术;

( 6) 采用LOAD 延迟技术。

RISC 为使优化编译器便于生成优化代码, 应具有下述特征:

( 1) 三地址指令格式;

( 2) 较多的寄存器;

( 3) 对称的指令格式。

RISC 的主要问题是编译后生成的目标代码较长, 占用了较多的存储器空间。但由于半导体集成技术的发展, 使得RAM 芯片集成度不断提高和成本不断下降, 目标代码较长已不成为主要问题。RISC 技术存在另一个潜在缺点是对编译器要求较高,除了常规优化方法外, 还要进行指令顺序调度, 甚至能替代通常流水线中所需的硬件联锁功能。[5]