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2022-06-19
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RISC CPU
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RISC CPU 精简指令集 CPU
1RISC 体系结构
RISC CPU 精简指令集 CPU
高档微机中所采用的一种带有精简指令集的 CPU。它的特点是：指令系统 小，一个时钟周
期内可以执行一条或者多条指令；采用标准长度指令；存储器访问只使用加载和存储两个指
令等；采用硬布线逻辑控制为主。
RISC（Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机），是和 CISC（Complex
Instruction Set Computer，复杂指令集计算机）相对的一种 CPU 架构，它把较长的指令分
拆成若干条长度相同的单一指令，可使 CPU 的工作变得单纯、速度更快，设计和开发也更简
单。这项技术最先诞生于斯坦福大学和加州柏克利分校，1986 年，HP 公司首先应用 RISC
技术开发出 PA-8000，主频为 180MHz，MIPS 公司也推出了自己的 RISC 处理器——R2000；
次年，SUN 和德州仪器合作开发的 Sparc 处理器问世。Sparc 处理器凭借出色的性能，迅速
占据了 UNIX 工作站的市场。
一时间，RISC 旋风刮遍整个计算机行业，被认为是以后 CPU 的主流架构。SUN 公司也就“得
陇望蜀”，打算把 Sparc 处理器的市场扩大到 PC 领域。一方面，SUN 把 Sparc 架构授权给
包括德州仪器、富士通、东芝等多家半导体公司，扩大同盟；另一方面，SUN 积极游说电脑
厂商生产 UNIX/Sparc（UNIX 操作系统+Sparc 处理器）电脑，希望重现 IBM PC 所创造过的
辉煌。
和 Sparc 处理器相比，Intel 的 386 处理器基于 CISC 技术，传统的 X86 指令不仅长度较长，
且长短不一。究竟是采用全新的RISC 架构，还是走兼容+改进的技术道路？Intel 公司上下
争论不一，最后决定兵分两路，两个开发队伍分别研制采用全新 RISC 架构的 860 处理器和
X86 架构改进型的 80486 处理器。1989 年 2 月，860 处理器上市，同年 4 月 80486 处理器正
式发布。
虽然 860 处理器以全新架构赢得了一片喝彩，最终却因为缺乏广泛的应用软件和外围设备的
支持面显得“曲高和寡”，市场接受程度很低。相反，486 处理器在指令集上保持了一贯的
兼容性，但在处理器内部的设计上大胆采用了 RISC 技术，能够在 1 个周期内执行 1 条指令。
486 处理器集成了 120 万个晶体管，首次突破了 100 万个晶体管的限制；它的起跳频率是
25MHz，并内置缓存；486 处理器采用了倍频技术，使得 CPU 的主频可不受外频的制约而大
幅提升，486 后期发布的 80486 DX4-100 采用 4 倍频，首次把 CPU 频率提高到 100MHz。
860 处理器在市场推广上面临的问题，同样让 SUN 在 PC 领域大干一场的雄心受挫。缺乏应
用软件、系统厂商数目不够，这样的架构就很难得到广泛应用；而规模上不去，无论 CPU
还是整台电脑，价格都会居高不下，个人和家庭用户也很难接受它。到了1990 年，MIPS 公
司和 SGI、DEC、COMPAQ 等公司组成了 ACE（Advanced Computing Environment）联盟，也
希望以自己的 RISC 芯片取代 Intel 的地位。然而这个 ACE 联盟还是无法解决上述问题，最
终只能昙花一现，各奔东西，领头羊 MIPS 也被 SGI 公司于 1992 年收购。而在 386 时代领跑
的 COMPAQ 公司，错误地把宝压在这个 MIPS 联盟上，结果反被 DELL、Gateway 等后起之秀抢
了先机。
传统的 CISC（Complex Instruction Set Computer，复杂指令集计算机）结构有其固有的
缺点，即随着计算机技术的发展而不断引入新的复杂的指令集，为支持这些新增的指令，计
算机的体系结构会越来越复杂，然而，在CISC 指令集的各种指令中，其使用频率却相差悬
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