网络工程师考试考点：CISC和RISC

2.3 CISC和RISC

随着硬件成本的下降，人们倾向于向中央处理器加入越来越多、越来越复杂的指令，同时，为了兼容老产品，原来的指令也要保留，这样，整个指令系统就向着越来越大、越来越复杂的趋势发展。在计算机处理能力越来越强的同时，中央处理器的设计也越来越复杂，这无疑大大增加了设计周期，更增加了设计失误的可能性。

事物的另外一个方面在于，加大指令的复杂性和中央处理器功能的增加似乎不一定是成正比的，人们发现在许多方面存在一个被称为20%~80%的定律，即系统中20%的部分发挥了80%的作用，通过对CISC（Compex Instruction Set Computer,复杂指令集计算机）指令系统的研究，发现系统在80%的时间里执行的是20%的指令。

于是出现了精简指令的设计思想。这种计算机的指令结构不追求全面和复杂，而是只实现那些经常被执行的指令，由于指令的复杂性指令结构计算机少得多，所以称为精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computer,RISC）。

先看着名的公式P=I×CPI×T

P:计算机执行程序所需要的时间

I:机器指令数

CPI:平均每条指令所需要的机器周期数

T:每个机器周期的时间

CISC在指令数上占优，而RISC在CPI上则快得多，这是两种结构的两个方向。从这个公式可以发现，在理论上两者都有优势，不能认为精简指令计算机就好，复杂指令计算机就不好，事实上这两种设计方法很难找到完全的界线，而且在实际的芯片中，这两种设计方法也有相互渗透的地方。CISC和RISC的对比如表1-2所示。

表1-2 CISC和RISC的简单对比