Интернет магазин китайских планшетных компьютеров

Компьютеры - RISC - Философия RISC

В середине 1970-х разные исследователи показали, что большинство комбинаций команд и ортогональных методов адресации не использовались в большинстве программ, порождаемых компиляторами того времени. Также было обнаружено, что в некоторых архитектурах с микрокодной реализацией сложные операции зачастую были медленнее последовательности более простых операций, выполняющих те же действия. Это было вызвано, в частности, тем, что многие архитектуры разрабатывались в спешке и хорошо оптимизировался микрокод только тех команд, которые использовались чаще.

Поскольку многие реальные программы тратят большинство своего времени на выполнение простых операций, многие исследователи решили сфокусироваться на том, чтобы сделать эти операции максимально быстрыми. Тактовая частота процессора ограничена временем, которое процессор тратит на выполнение наиболее медленных шагов в процессе обработки любой команды; уменьшение длительности таких шагов даёт общее повышение частоты, а также зачастую ускоряет выполнение и других команд за счёт более эффективной конвейеризации. Фокусирование на простых командах и ведёт к архитектуре RISC, цель которой — сделать команды настолько простыми, чтобы они легко конвейеризировались и тратили не более одного такта на каждом шаге конвейера на высоких частотах.

Позднее было отмечено, что наиболее значимая характеристика RISC в разделении команд для обработки данных и обращения к памяти — обращение к памяти идёт только через команды load и store, а все прочие команды ограничены внутренними регистрами. Это упростило архитектуру процессоров: позволило командам иметь фиксированную длину, упростило конвейеры и изолировало логику, имеющую дело с задержками при доступе к памяти, только в двух командах. В результате RISC-архитектуры стали называть также архитектурами load/store.

Количество команд

Нередко слова «сокращённый набор команд» неверно понимается как минимизация количества команд в системе команд. В действительности, команд у многих RISC-процессоров больше, чем у CISC-процессоров. Некоторые RISC-процессоры вроде INMOS Transputer  имеют наборы команд не меньшие, чем, например, у CISC IBM System/370; и наоборот — CISC-процессор DEC PDP-8 имеет только 8 основных и несколько расширенных команд.

На самом деле, термин «сокращённый» в названии описывает тот факт, что сокращён объём работы, выполняемый каждой отдельной командой — как максимум один цикл доступа к памяти, — тогда как сложные команды CISC-процессоров могут требовать сотен циклов доступа к памяти для своего выполнения.

Некоторые архитектуры, специально разработанные для минимизации количества команд, сильно отличаются от классических RISC-архитектур и получили другие названия: Minimal instruction set computer, Zero instruction set computer , One instruction set computer , Transport triggered architecture  и т. п.