精简指令集的优点
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RISC在保持成本降低的同时能很好地提高速度。适用VLSI(VERYLARGESCALEINTEGRATION)工艺。由于RISC指令集清简,使之只需相对小而简单控制单元的译码和硬件执行子系统。这导致在用VLSI实现计算机系统时的下列结果:
控制单元所占的芯片面积大为减少,如RlsCI占10%,而通常CISC占50%以上。因而,在RISCVLSI芯片,留下更多可用空间,使整个CPU和其它部件故在一块芯片上(如高速缓存,浮点单元,部分主存,存贮器管理单元,1/0口)。
由于控制区域减少,就可在芯片上按放大量的CPU寄存器(RISCI是138个)。
通过减少VLSI芯片上控制单元面积和放置大量一致的寄存器,可以提高芯片的正则化因子(regulariZationfaetor)。基本上,正则化因子越高,VLSI设计成本越低。
有利于使用GaAs(砷化稼)VLSI芯片的实现技术,因其适于制造密度较高的芯片。总之,是降低了复杂程序,简化了结构。
速度高。
RISC特点之一是指令流水线,而指令长短和执行时间的致性,使流水中的等待和保持时间减到最少。这些因素有利提高计算速度。RISC中较简单和较小的控制单元中的门也较少,这使控制单元信号的传送路径较短,使操作速度加快。指令集的精简,导致译码系统小而简单,供RISC的译码速度加快。硬连线所减少的控制单元,使RISC比通常由微程序控制的系统执行起来要快。相对大的CPU寄存器,减少了CPU与内存间取指,存数等操作的冲突;大的寄存器组可用来存贮调用过程被调用过程之间传递的参数,存贮中断程序的有关信息,否则,这些信息只能保存在内存中。所有这些都节约了大量的计算机处理时间。优化编译中的分支延迟技术也对提高速度作出了贡献。总的看,在功能大致相同的情况下,RISC一般是CISC处理速度的2~4倍。
降低设计成本,提高可靠性
CPU相对小而简单的控制单元通常会导致下列成本及可靠性方面的益处:a.RISC控制单元的设计时间缩短,这可使整个设计成本降低。b.短的设计时间使最终产品在设计完成时被废弃的可能性减少。c.较简单,较小的控制单元能减少设计错误,从而提高可靠性;而且,定位和修正错误也比CISC容易。d.因指令格式l(或2种)简而少,所有指令又有规范长度,所以指令不会越过字界限,也不会跨越虚存(iVrtualMemory)中不同的页,这排除了虚存管理子系统设计中潜在的困难。
支持高级语言,而不支持汇编语言
从CISC向RISC演变的过程,类似于汇编语言向高级语言的发展过程。用汇编语言写程序要使用一些精心设计的复杂指令,而高级语言的编写几乎不同复杂指令。RISC在追求精简指令的同时,把体系结构和优化编译的设计紧密结合起来,使综合结果引起整体性能的改善。如果说RISC得以发展是基于VLSI技术和编译技术的提高,那么可以理解为用复杂的编译代替了复杂的指令系统,甚至可认为是把硬件的难题转移给了软件。而近年来智能型编译器的迅速发展,能很方便地胜任这项任务,RISC的优势也许正在于此。传统的CISC必有复杂的微码编写与设计工作,使用汇编语言又涉及汇编程序的研制,这些都很费人力和时间。RISC更利于支持高级语言,这也是长以来计算机面临的“软件危机”得以解决的途径之一。RISC的成功在于软件的兼容性。只要通过重新编译使源程级兼容,则已有的软件可方便地在RISC机上运行。
编程者(用户)得到的好处
简化了的结构使编程者也得到了很多好处:
一个更为统一的指令集用起来很方便。
由于指令数和周期数之间有一个比较严格的对应关系,代码优化的真实效果就容易度量。
编程者对于硬件的把握更为准确。