RISC微处理器
RISC微处理器
对CISC机进行测试表明，各种指令的使用频度相当悬殊，最常使用的是一些比较简单的指令，它们仅占指令总数的20％，但在程序中出现的频度却占80％。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性，使微处理器研制时间长、成本高。复杂指令需要复杂的操作，从而降低了机器的速度。
70年代末，John Cocke提出精简指令的想法。80年代初斯坦福大学研制出MIPS机，为精简指令系统计算机（简称RISC）的诞生与发展起了很大作用。RISC机中采用的微处理器统称RISC处理器。MIPS R3000、HP－PA8000系列，Motorola M88000等均属于RISC微处理器。它们的指令数目只有几十条。RISC微处理器不仅精简了指令系统，还采用超标量和超流水线结构，大大增强了并行处理能力。1987年Sun Microsystem公司推出的SPARC芯片就是一种超标量结构的RISC处理器。而SGI公司推出的MIPS处理器则采用超流水线结构，这些RISC处理器在构建并行精简指令系统多处理机中起着核心的作用。它们都是当今UNIX领域64位多处理机的主流芯片。 RISC微处理器取得成功的诀窍之一是由于指令集简化后，流水线以及常用指令均可用硬件执行；诀窍之二是采用大量的寄存器，使大部分指令操作都在寄存器之间进行，提高了处理速度；诀窍之三是采用缓存－主存－外存三级存储结构，使取数与存数指令分开执行，使处理器可以完成尽可能多的工作，且不因从存储器存取信息而放慢处理速度。
由于RISC处理器指令简单、采用硬布线控制逻辑、处理能力强、速度快，世界上绝大部分UNIX工作站和服务器厂商均采用RISC芯片作CPU用。如原DEC的Alpha 21364、IBM的Power PC G4、HP的PA－8900、SGI的R12000A和SUN Microsystem公司的Ultra SPARC II。这些RISC芯片的工作频率一般在400MHz数量级。时钟频率低，功率消耗少，温升也少，机器不易发生故障和老化，提高了系统的可靠性。如SGI的R12000A微处理器主要靠改进微处理器的体系结构来提高处理器的总体性能，使运行应用程序时速度加快。
在RISC微处理器发展过程中。曾产生了超长指令字（VLIW）微处理器，它使用非常长的指令组合，把许多条指令连在一起，以增加运算速度。在VLIW微处理器中多个功能部件用一组寄存器相连，以支持多功能并行执行。VLIW处理器的基本模型是标量代码的执行模型，使每个机器周期内有多个操作。有些RISC处理器中也采用少数VLIW指令来提高处理速度。
对CISC机进行测试表明，各种指令的使用频度相当悬殊，最常使用的是一些比较简单的指令，它们仅占指令总数的20％，但在程序中出现的频度却占80％。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性，使微处理器研制时间长、成本高。复杂指令需要复杂的操作，从而降低了机器的速度。
70年代末，John Cocke提出精简指令的想法。80年代初斯坦福大学研制出MIPS机，为精简指令系统计算机（简称RISC）的诞生与发展起了很大作用。RISC机中采用的微处理器统称RISC处理器。MIPS R3000、HP－PA8000系列，Motorola M88000等均属于RISC微处理器。它们的指令数目只有几十条。RISC微处理器不仅精简了指令系统，还采用超标量和超流水线结构，大大增强了并行处理能力。1987年Sun Microsystem公司推出的SPARC芯片就是一种超标量结构的RISC处理器。而SGI公司推出的MIPS处理器则采用超流水线结构，这些RISC处理器在构建并行精简指令系统多处理机中起着核心的作用。它们都是当今UNIX领域64位多处理机的主流芯片。 RISC微处理器取得成功的诀窍之一是由于指令集简化后，流水线以及常用指令均可用硬件执行；诀窍之二是采用大量的寄存器，使大部分指令操作都在寄存器之间进行，提高了处理速度；诀窍之三是采用缓存－主存－外存三级存储结构，使取数与存数指令分开执行，使处理器可以完成尽可能多的工作，且不因从存储器存取信息而放慢处理速度。
由于RISC处理器指令简单、采用硬布线控制逻辑、处理能力强、速度快，世界上绝大部分UNIX工作站和服务器厂商均采用RISC芯片作CPU用。如原DEC的Alpha 21364、IBM的Power PC G4、HP的PA－8900、SGI的R12000A和SUN Microsystem公司的Ultra SPARC II。这些RISC芯片的工作频率一般在400MHz数量级。时钟频率低，功率消耗少，温升也少，机器不易发生故障和老化，提高了系统的可靠性。如SGI的R12000A微处理器主要靠改进微处理器的体系结构来提高处理器的总体性能，使运行应用程序时速度加快。
在RISC微处理器发展过程中。曾产生了超长指令字（VLIW）微处理器，它使用非常长的指令组合，把许多条指令连在一起，以增加运算速度。在VLIW微处理器中多个功能部件用一组寄存器相连，以支持多功能并行执行。VLIW处理器的基本模型是标量代码的执行模型，使每个机器周期内有多个操作。有些RISC处理器中也采用少数VLIW指令来提高处理速度。
