首页 > 编程知识 正文

iscsi(基于risc指令集的处理器)

时间:2023-05-04 13:14:55 阅读:79051 作者:4175

在当前的主流体系结构中,指令集分为**复杂指令集**和**精简指令集**两部分。 因此,微处理也可以根据微指令的复杂度分为` CISC '和` RISC '两类。

指令强弱是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。 在当前的主流体系结构中,指令集分为复杂指令集(CISC )和精简指令集(RISC )。 因此,微处理根据微指令的复杂性可以分为CISC和RISC两类。

从010年到1010年,计算机性能的提高往往是通过提高硬件的复杂性来实现的。 随着集成电路技术特别是超大规模集成电路(VLSI )技术的飞速发展,硬件工程师为了方便软件编程,提高程序的执行速度,采用不断增加实现复杂功能的指令和多种灵活的寻址方式此外,一些命令可以支持高级语言语句分类后的复杂操作。 硬件越来越复杂,成本也很高

为了实现复杂的操作,微处理器除了向编程人员提供各种寄存器和机械指令那样的功能之外,还通过存储在只读存储器(ROM )中的微程序实现了非常强的功能, 被设计为通过在分析每个指令之后执行一系列初级指令运算来实现所需的功能,这种形式被称为复杂指令集计算机(complexinstructionsetcomputer-CISC )

一般CISC计算机中包含的指令数至少在300条以上,有的甚至超过500条。

复杂指令集计算机(CISC)

采用复杂指令系统的计算机处理高级语言的能力很强。 这对提高计算机的性能是有益的。 当计算机设计沿着这条路发展的时候,一些人没有随波逐流。 他们回头看看过去走过的路。 开始怀疑这一传统做法: IBM公司在纽约Yorktown的JhomasI.Wason研究中心于1975年组织力量研究指令系统的合理性问题。 因为当时觉得越来越复杂的指令系统不仅难以实现,还可能降低系统性能。

1979年,以充实的秋季教授为首的科学家们也在加州大学伯克利分校开始了这项研究。 结果,中情局有很多缺点。 首先,在这种计算机上,每个指令的使用率相差很大。 典型程序运算过程中使用的指令的80%只占一个处理器指令系统的20%。 事实上,最常用的指令是检索、存储和添加这些最简单的指令。 这样,长期致力于复杂的命令系统的设计。 实际上,我们设计了实践中很少使用的指令类处理器。 同时,复杂的命令系统必然带来结构的复杂性。 这不仅会增加设计的时间和成本,而且容易引起设计错误。 此外,尽管VLSI技术目前已达到非常高的水平,但很难将CISC的所有硬件都集成到一个芯片上,这也阻碍了单片机的发展。 在CISC中,许多复杂的指令需要非常复杂的操作,这种指令大多是直接照搬某一高级语言的翻版,因此通用性较低。由于采用了两级微码执行方式,而且降低了频繁调用的简单指令系统的执行速度为此,针对CISC的这种弊端,秋等人设想命令系统中只包含使用频率较高的少量命令,提出了提供支持操作系统和高级语言所需的命令。 根据这个原则发展起来的计算机是合理指令集计算机(

精简指令集计算机(RISC)

优点:可以有效缩短新指令的微码设计时间,使设计师能够实现CISC体系机器的向上兼容性。 新系统可以使用超集的命令(包括以前的系统),也可以使用与以前计算机上使用的相同的软件。 另外,由于微程序指令的形式与高级语言一致,所以编译器不一定需要重写。 缺点:指令集和芯片的设计比上一代产品复杂,不同的指令需要在不同的时钟周期完成,执行慢的指令会影响整机的执行效率。

CISC体系的优缺点

的优点:使用相同的芯片技术和相同的工作时钟时,RISC系统的工作速度是CISC的2-4倍。 由于简化了RISC处理器的指令集,其存储管理单元、浮点单元等都可以设计在同一芯片上。 与相应的CISC处理器相比,RISC处理器设计起来更容易,占用的时间也更少。 另外,可以应用比CISC处理器更多的先进技术,开发速度更快的新一代处理器。 缺点:通过多命令操作,程序开发人员需要仔细选择合适的编译器,生成的代码非常多。 此外,RISC体系结构的处理器需要更快的存储速度。 它通常集成在处理器内部,是l1缓存。

RISC体系的优缺点

综合上述内容,为了进一步比较CISC和RISC的差异,可以从以下几个方面进行分析。

的指令形成CISC由于指令复杂,采用了指令代码控制单元的设计,但RISC的指令90%由硬件直接完成

有10%的指令是由软体以组合的方式完成,因此指令执行时间上RISC较短,但RISC所需ROM空间相对的比较大,至于RAM使用大小应该与程序的应用比较有关系。定址模式 CISC的需要较多的定址模式,而RISC只有少数的定址模式,因此CPU在计算记忆体有效位址时,CISC占用的汇流排周期较多。指令周期 CISC指令的格式长短不一,执行时的周期次数也不统一,而RISC结构刚好相反,故适合采用管线处理架构的设计,进而可以达到平均一周期完成一指令的方向努力。显然的,在设计上RISC较CISC简单,同时因为CISC的执行步骤过多,闲置的单元电路等待时间增长,不利于平行处理的设计,所以就效能而言RISC较CISC还是占了上风,但RISC因指令精简化后造成应用程式码变大,需要较大的程式记忆体空间,且存在指令种类较多等等的缺点。

版权声明:该文观点仅代表作者本人。处理文章:请发送邮件至 三1五14八八95#扣扣.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。