什么是RISC架構？RISC架構的優點與缺點

中央處理單元架構具有從“指令集架構”到其設計工作的能力。CPU的架構設計是RISC（精簡指令集計算）和CISC（復雜指令集計算）。CISC能夠在一個指令集中執行尋址模式或多步操作。這是CPU的設計，其中一條指令執行許多底層操作。例如，內存存儲、算術運算和從內存加載。

RISC是一種CPU設計策略，其基于這樣的解釋：簡化指令集與微處理器架構結合后可提供更高的性能，該微處理器架構能夠通過每條指令使用一些微處理器周期來執行指令。

本文中，英銳恩單片機開發工程師主要介紹了RISC結構，及其優點和缺點。

一、什么是RISC架構？

RISC（精簡指令集計算機）由于其能效高而用于便攜式設備。例如，Apple iPod和Nintendo DS。RISC是一種使用高度優化的指令集的微處理器架構。RISC則相反，以每個程序的指令數為代價減少了每個指令的周期。流水線化是RISC的獨特功能之一。它通過以流水線方式重疊執行多個指令來執行。與CISC相比，它具有高性能優勢。

RISC處理器采用簡單的指令，并在一個時鐘周期內執行。

二、RISC架構的特點

1.RISC架構中使用了簡單指令。
2.RISC幫助并支持一些簡單數據類型并綜合復雜數據類型。
3.RISC利用簡單的尋址模式和固定長度的指令進行流水線處理。
4.RISC允許任何寄存器在任何上下文中使用。
5.單周期執行時間。
6.通過分開“LOAD”和“STORE”指令，可以減少計算機可以執行的工作量。
7.RISC包含大量寄存器，以防止與內存進行各種交互。
8.在RISC中，流水線操作很容易，因為所有指令的執行將在統一的時間間隔（即單擊一次）中完成。
9.在RISC中，需要更多RAM來存儲程序集級指令。
10.精簡指令減少了RISC中的晶體管數量。
11.RISC使用哈佛內存模型意味著它是哈佛架構。
12.編譯器用于執行轉換操作，將高級語言語句轉換成其形式的代碼。

三、RISC架構的優勢

1.RISC（精簡指令集計算）架構具有一組指令，因此高級語言編譯器可以生成更有效的代碼。
2.由于其簡單性，它允許自由使用微處理器上的空間。
3.許多RISC處理器使用寄存器來傳遞參數和保存局部變量。
4.RISC函數僅使用幾個參數，而RISC處理器無法使用調用指令，因此，使用易于流水線化的固定長度指令。
5.操作速度可以最大化，執行時間可以最小化。
6.所需的指令格式數量很少，所需的指令數量和尋址方式也很少。

四、RISC架構的缺點

1.通常，RISC處理器的性能取決于程序員或編譯器，因為在將CISC代碼更改為RISC代碼時，編譯器的知識起著至關重要的作用。
2.在將CISC代碼重新排列為RISC代碼（稱為代碼擴展）時，將會增加大小。并且，此代碼擴展的質量將再次取決于編譯器以及機器的指令集。
3.RISC處理器的一級緩存也是RISC的缺點，其中這些處理器在芯片本身上具有大容量的內存緩存。為了提供指令，它們需要非?？焖俚拇鎯ο到y。

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