2.5.2 RISC的定义与特点

　　RISC是一种计算机体系结构的设计思想，它不是一种产品。RISC是近代计算机体系结构发展史中的一个里程碑。然而，直到现在，RISC还没有一个确切的定义。这里推荐一个由卡内基梅隆（Carnegie Mellon）大学的教师在一篇论文中提出的关于RISC的定义。尽管这个定义并不完整，但还是明确地勾划出了RISC思想的一些主要特点。

　　卡内基梅隆大学是这样论述RISC特点的：
　　1、大多数指令在单周期内完成。指令系统中的大多数指令只执行一个简单的和基本的功能，这些指令可以比较快地在单个周期内执行完成，并减少指令的译码和解释所需要的开销。
　　2、采用LOAD/STORE结构。因为访问存储器指令需要的时间比较长，因此，在指令系统中要尽量减少这类指令，只保留不可再少的LOAD和STORE两种访问存储器的指令。LOAD/STORE结构的另一种理解方法是：凡是在CPU执行部件中所需要的操作数都来自于通用寄存器中，运算结果也只放到通用寄存器中。LOAD/STORE结构也助于实现大多数指令在单周期内完成。
　　3、硬布线控制逻辑。硬布线控制逻辑可以使大多数指令在单周期内执行完成，减少了微程序技术中的指令解释开销。
　　4、减少指令和寻址方式的种类。这一特点也可以简化控制部件的结构，加快指令的执行速度。
　　5、固定的指令格式。该特点可以使指令的译码逻辑电路简化，从而也使控制部件的速度加快。
　　6、注重译码的优化。
　　这个定义有一定的局限性，不太完整，而且，随着计算机技术的不断发展，RISC思想也在发展中。例如，一些新出现的RISC处理机的控制部件，除了采用硬布线逻辑之外，也采用了微程序技术。有些RISC处理机的指令种类并不太少，或者说，并不比CISC处理机的指令种类少。

　　从目前的发展来看，RISC体系结构还应具有如下特点：
　　1、面向寄存器结构。
　　2、十分重视提高流水线的执行效率。要提高RISC处理机的速度，必须采用流水线，而且，要尽量减少断流，提高流水线的效率。
　　3、重视优化编译技术。优化编译技术在提高系统性能中发挥很重要的作用，改变了过去认为提高计算机速度仅仅依靠硬件的传统观点。
　　因此，高效率的流水线和优化编译技术是现代RISC系统必须十分注重的两点。这比卡内基梅隆大学的定义更加全面了。
　　90年代初，IEEE 的Michael Slater对于RISC的定义做了如下描述：
　　RISC处理器所设计的指令系统应使流水线处理能高效率执行，并使优化编译器能生成优化代码。

　　1、RISC为使流水线高效率执行，应具有下述特征：
　　(1) 简单而统一格式的指令译码。
　　(2) 大部分指令可以单周期执行完成。
　　(3) 只有LOAD和STORE指令可以访问存储器。
　　(4) 简单的寻址方式。
　　(5) 采用延迟转移技术
　　(6) 采用LOAD延迟技术

　　2、RISC为使优化编译器便于生成优化代码，应具有下述特征：
　　(1) 三地址指令格式。
　　(2) 较多的寄存器。
　　(3) 对称的指令格式。