RISC技术发展中的INTEL

RISC和CISC的区别

RISC的简介

RISC(reduced instruction set computer，精简指令集计算机)是一种执行较少类型计算机指令的微处理器(如下图)

起源于80年代的MIPS主机，RISC机中采用的微处理器统称RISC处理器。这样一来，它能够以更快的速度执行操作(每秒执行更多百万条指令，即MIPS)。因为计算机执行每个指令类型都需要额外的晶体管和电路元件，计算机指令集越大就会使微处理器更复杂，执行操作也会更慢。

RISC的简单使得在选择如何使用微处理器上的空间时拥有更多的自由。比起从前，高级语言编译器能产生更有效的代码，因为编译器使用RISC机器上的更小的指令集。

RISC微处理器不仅精简了指令系统，采用超标量和超流水线结构；它们的指令数目只有几十条，却大大增强了并行处理能力。如：1987年Sun

Microsystem公司推出的SPARC芯片就是一种超标量结构的RISC处理器。而SGI公司推出的MIPS处理器则采用超流水线结构，这些RISC处理器在构建并行精简指令系统多处理机中起着核心的作用。RISC处理器是当今UNIX领域64位多处理机的主流芯片。

其特点主要有：一，由于指令集简化后，流水线以及常用指令均可用硬件执行；二，采用大量的寄存器，使大部分指令操作都在寄存器之间进行，提高了处理速度；三，采用缓存-主存-外存三级存储结构，使取数与存数指令分开执行，使处理器可以完成尽可能多的工作，且不因存储器存取信息而放慢处理速度。由于RISC处理器指令简单、采用硬布线控制逻辑、处理能力强、速度快，世界上绝大部分UNIX工作站和服务器厂商均采用RISC芯片作CPU用。

RISC芯片的工作频率一般在400MHZ数量级。时钟频率低，功率消耗少，温升也少，机器不易发生故障和老化，提高了系统的可靠性。单一指令周期容纳多部并行操作。在RISC微处理器发展过程中。曾产生了超长指令字(VLIW)微处理器，它使用非常长的指令组合，把许多条指令连在一起，以能并行执行。VLIW处理器的基本模型是标量代码的执行模型，使每个机器指令内有多个操作。有些RISC处理器中也采用少数VLIW指令来提高处理速度。Pentium

四大主流芯片架构（X86、ARM、RISC-V和MIPS）

文章目录

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• 1、X86架构

• 2、ARM架构

• 3、RISC-V架构

• 4、MIPS架构

• 没有所谓的“万能芯片架构”

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目前市场上主流的芯片架构有 X86、ARM、RISC-V和MIPS四种：

其实还有第五种：龙芯指令集LoongArch，咱再等等她，等她遍地开花时。

序号 架构 特点 代表性的厂商 运营机构 发明时间

1 X86 性能高，速度快，兼容性好 英特尔，AMD 英特尔 1978年

2 ARM 成本低，低功耗 苹果，谷歌，IBM，华为 英国ARM公司 1983年

3 RISC-V 模块化，极简，可拓展 三星，英伟达，西部数据 RISC-V基金会 2014年

4 MIPS 简洁，优化方便，高拓展性 龙芯 MIPS科技公司 1981年

1、X86架构

X86是微处理器执行的计算机语言指令集，指一个Intel通用计算机系列的标准编号缩写，也标识一套通用的计算机指令集合。1978年6月8日，Intel 发布了新款16位微处理器 8086，也同时开创了一个新时代：X86架构诞生了。

X86指令集是美国Intel公司为其第一块16位CPU（i8086）专门开发的，美国IBM公司1981年推出的世界第一台PC机中的CPU–i8088（i8086简化版）使用的也是X86指令。

随着CPU技术的不断发展，Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到今天的 Pentium 4系列，但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源，所以Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集。

2、ARM架构

ARM架构是一个32位精简指令集处理器架构，其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于节能的特点，ARM处理器非常适用于移动通讯领域，符合其主要设计目标为低耗电的特性。

如今，ARM家族占了所有32位嵌入式处理器75%的比例，使它成为占全世界最多数的32位架构之一。ARM处理器可以在很多消费性电子产品上看到，从可携式装置到电脑外设甚至在导弹的弹载计算机等军用设施中都有它的存在。

RISC技术

相信大家在日常电脑使用或CPU的广告介绍中时常听到见到“RISC”这个词，什么Pentium Ⅱ/Pro采用先进RISC技术……K6采用RISC86结构，从而……总之大凡稍高档点的中央处理器都称采用RISC技术，那么RISC究竟是什么东西呢?

如果你是电脑初学爱好者，并想从事电脑的开发、学习，那你应认真读一读，因为它是计算机技术中一个相当重要的环节。

首先，要了解RISC技术就该从计算机的指令谈起，我们都知道计算机的工作就是取指令、执行指令，一条指令一般给出的是操作码和地址码，这是基本的结构，然而指令又涉及以下几个问题。首先指令字长有多少位，是定字长还是变字长；其次，操作码结构需几位，位数是定量还是浮动量；再次，地址的结构和寻址方式如何。这种种因素使计算机指令产生了“简单指令”和“复杂指令”之分。70年代以前的计算机均用传统的CISC指令结构，即完全采用复杂指令来支持高级语言、应用程序和操作系统。这种PC不但成本高且效率较低，速度受限，后来人们发现机器执行的指令中85％左右的都是简单指令，复杂指令甚少，因此开始研制精简指令系统计算机(RISC)。自从Intel的Pentium问世以来(92年末)，RISC技术更是得到了广泛的应用，并开始渗透到小、中、大型机领域，可谓发展前景一片光明。

下面具体谈谈RISC技术。CPU执行运算速度受三个因素的影响:

(1)程序中指令数I；

(2)每条指令执行所用周期数CPI；

(3)周期时间T。

这三者又有：程序执行时间=I＊CPI＊T，因此，从这个等式可看出减小其中任一个都可提高CPU的速度，因此RISC技术就从这三方面下手，对I、CPI、T进行优化改良，其措施如下：

1、采用多级指令流水线结构

采用流水线技术可使每一时刻都有多条指令重叠执行，以减小CPI的值，使CPU不浪费空周期。实例：Pentium Ⅱ/Pro/Celeron可同时发出执行五条指令，AMD－K6/K6－2可同时发出六条指令。

单片机发展历史

引言概述:

单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器核心、存储器和外围设备接口的微型计算机系统。它的出现极大地推动了现代电子技术的发展。本文将详细介绍单片机的发展历史，从最早的单片机问世到如今的高性能单片机，逐步展示了单片机技术的演进。

一、早期单片机的问世

1.1 1971年，Intel发布了第一款单片机Intel 4004，它采用了10微米工艺制造，集成了2300个晶体管。该单片机主要用于计算器和工业控制等领域。

1.2 随后，Intel又推出了Intel 8008单片机，它采用8位结构，集成了3500个晶体管，性能得到了进一步提升。这款单片机被广泛应用于电子设备和通信系统中。

1.3 在1976年，Intel发布了Intel 8080单片机，它采用了更先进的6微米工艺制造，集成了约4500个晶体管。这款单片机成为了当时最成功的单片机之一，被广泛应用于个人电脑和工控系统等领域。

二、单片机技术的进一步发展

2.1 1980年代，单片机技术得到了快速发展。Motorola公司推出了8位单片机MC6805，它具有更高的性能和更强的功能，被广泛应用于汽车电子系统和家用电器等领域。

2.2 同时，Intel也不断推出新的单片机产品。1981年，他们发布了第一款16位单片机Intel 8051，它集成了更多的功能和更大的存储空间，成为了当时最受欢迎的单片机之一。 2.3 1990年代，随着半导体技术的进步，单片机的集成度和性能得到了进一步提升。Atmel公司推出了AVR系列单片机，它采用了更先进的闪存技术，具有更高的运算速度和更低的功耗，被广泛应用于嵌入式系统和消费电子产品中。

三、高性能单片机的崛起

3.1 随着计算机技术的不断发展，要求单片机具备更高的性能和更强的功能。ARM架构的单片机应运而生，它采用了精简指令集（RISC）架构，具有更高的运算速度和更低的功耗。