RISC(精簡指令集) vs CISC(複雜指令集) ,誰更好
2011/05/27 19:40
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本文是回應一個網友關於“CISC之於RISC誰更先進”。作者在原文中認為，以intel為代表的CISC取得巨大的商業成功為據，認為CISC比RISC更加先進。
本人在國外就是專攻計算機CPU Architecture。
RISC是使用R,R,R 模式，就是說，RISC指令集的所有算元和結果都是放在register裡面，因為RISC指令集是固定長度指令，就是所謂的32位元，特別是SUN SPARK機制，使用的是Register Window模式，很多情況下，不需要接觸內存，所有算元和結果都在register裡面完成，當一組算元算完結果以後，下一組算元就是直接利用上一組的計算結果，如果register用完，就彈出另外一組新的register。
CISC指令集，因為是變長度指令，從2到6個byte,現在的新的指令，已經出現8個byte的指令了，Register根本放不下，所以只能使用R,M.M模式，也就是說，使用的是寄存器，內存，內存模式，算元最多只有一個在寄存器中，結果也只能放在內存中。
這裡說說計算機CPU，register和內存的關係。
Register是封裝在CPU內部的儲存單元，內存是通過系統bus連結的儲存單元，形象一點，就像你在車間裡面做事情一樣，register就像你放在桌面的東西，隨時可以拿起來用。內存，就好像是倉庫，要用，必須通過bus尋址再訪問，所以通常CPU訪問register的速度，比訪問內存的速度快12到40倍，現代計算機的bus速度很快，CPU訪問Register的速度也比訪問內存的速度要快9倍。
本人曾經在國外的大學做過一個試驗，這個試驗突破了教授的多年記錄。模擬環境是，寫一段C語言的應用程序，通過同樣版本GCC的編譯器產生執行程序，然後在同主頻的intel PII和SUN SPARK上面運行，我的結果是這段程序在SUN上面的運行速度，比在同主頻的intel上的運行速度快192倍。教授當時的期望值是大約30倍，而我的試驗程序充分地利用了SPARK的Register window機制, 可以把spark的潛能發揮出來.
以RISC為代表的，是蘋果PPC,SUN SPARK, DEC Alpha, MIPS, 以CISC為代表的，是Intel 和AMD。intel流行起來，不是他先進，而是推廣做得好和肯大力投入，利用更加快的CPU主頻來掩蓋Architecture本身的缺陷。中國的CPU龍芯，就是採用MIPS框架，也就是使用的是RISC，精簡指令集。MIPS64,是64位元的指令集，可以直接在寄存器中處理浮點運算，性能非凡。目前流行的多核CPU，其實作用有限，因為幾乎所有計算的下一步運算總是要等待上一個運算的結果，多了一個CPU內核，也是說在處理圖形和多媒體等大量可以並行處理的數據時有效，其他應用，用不上，還是要等。
本人一直用着一款1.5GHz的powerPC的 Apple powerbook G4.運行photoshop一類的大型軟件，絕對不會比3.2GHz的intel慢。
中國科學院的院士們不是傻瓜，他們引進MIPS作為龍芯的基礎，絕對不是因為版權或者是技術封鎖問題，龍芯的主頻不需要那麼快，在實際應用中，就會比intel的CISC跑得快。美國對intel進行技術封鎖，不是因為它先進，而是因為它有好幾款CPU被美軍固化在彈道方程和其他軍事應用裡面。
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3樓. Zeitgeist2015/08/24 05:44博主寫得很好~~~Linux和Wintel根本不一樣
2樓.2011/11/29 15:34- 1樓.2011/11/29 15:14不能同意
偶然搜索到博主的文章，看完之后有些评论想说，专门注册了账号1、CISC和RISC只是适应不同环境下的需求罢了，CISC出现是因为储存器价格高昂，RISC出现是因为储存器的瓶颈解决了，非要说一个比另一个先进我觉得不太有道理。CISC一个周期可以进行RISC多个周期的操作，如果合理利用同样可以产生性能优势
2、谁说CISC的寄存器放不下指令的，寄存器大小从来都是跟指令大小相匹配，这也算是常识吧。比如x86-64有16个64位通用寄存器，何来放不下8byte指令一说？且不说RISC不同架构寄存器数量不尽相同，再怎么强大的处理器数据还是来自内存的，而Cache跟处理器架构并无关系。
3、异构同主频比较意义不大，架构都不一样，如果没记错P2连乱序执行都没有，跟今天的处理器性能差距大了
4、基于Power4的PowerPC处理器不是什么强大的东西，无论是实机体验还是评测都能看出明显差距，无论整数还是浮点都差当今Intel处理器一大截http://www.primatelabs.ca/geekbench/mac-benchmarks/
Photoshop在Intel平台和IBM平台上的性能差距也能找到评测，所谓.15GHz Power比3.2GHz Intel处理器性能好的说法是非常站不住脚的（也许1.5GHz双核 PowerPC G5比P4 3.06可以吧）5、相对于CISC落后，更合理的说法是x86架构比较落后，原因是为了保持向后兼容性。但是通过其它技术的进步以及解码编码micro ops，x86在性能上并无很大劣势，并且在HPC占有率越来越高。而使用“先进”的RISC架构的安腾处理器性能相当可怜，MIPS几乎已死，靠着小众市场生存。ARM主打低功耗，性能离x86很远。
