2.5 精简指令系统
精简指令系统计算机（RISC）是80年代提出的一种新的设计思想。目前运行中的许多处理机都采用了RISC体系结构。如SUN公司的SPARC、SuperSPARC、UtraSPARC，SGI公司的R4000、R5000、R10000，IBM公司的Power、Power
PC，Intel公司的80860、80960，DEC公司的Alpha，Motorola公司的88100，HP公司的HP3000/930系列、950系列等。另外，在有些典型的CISC处理机中也采用来RISC设计思想，如Intel公司的80486、Pentium等。
2.5.1 从CISC到RISC
从计算机出现，特别是1964年，IBM360系列计算机推出之后，人们一直在改进计算机的结构，不断增强指令系统功能。到了70年代，许多典型计算机的指令系统已经非常庞大，指令的功能相当复杂。表2.9列出了当时四种典型计算机的结构特点。
表2.9 四种典型CISC处理机的结构特点
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机 型
（生产年代）
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IBM370/168
（1973）
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VAX-11
（1978）
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iAPX 432
（1982）
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Dorado
（1978）
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指令种类
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208
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303
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222
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270
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微程序容量
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420K
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480K
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64K
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136K
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指令长度
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16-48
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16-456
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6-321
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8-24
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采用的工艺
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ECL MSI
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TTL MSI
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NMOS VLSI
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ECL MSI
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指令操作类型
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存储器-存储器
存储器-寄存器
寄存器-寄存器
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存储器-存储器
存储器-寄存器
寄存器-寄存器
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面向堆栈
存储器-存储器
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面向堆栈
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cache容量
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64KB
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64KB
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0
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64KB
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从表2.9中看到，当时计算机的结构已经非常复杂。指令种类很多，寻址方式复杂，有大量的访问主存储器的指令，许多复杂指令的实现不得不借助于微程序，从而造成微出现容量大幅度增加。
1975年，IBM公司率先组织力量，开始研究指令系统的合理性问题。在John Coche领导下，于1979年研制出一种用于电话交换系统的32位小型计算机IBM
801，它有120条指令，工作速度10MIPS，这是世界上第一台采用RISC思想的计算机系统。1986年，IBM正式推出采用RISC体系结构的工作站IBM
RT PC，并采用了新的虚拟存储技术，主要用来完成CAE、CAD、ADM等方面的任务。
从1979开始，美国加洲伯克利分校以David Patterson为首的研究小组开展了这方面的研究工作，他们指出CISC存在有多方面的缺点。