Вычислительные машины и системы. Ремонтов А.П - 53 стр.

   4.4 Архитектура системы команд. RISC и CISC процессоры
   Под архитектурой системы команд (ISA - Instruction Set Architecture) понимают
состав и возможности системы команд, общий взгляд на систему команд (СК) и свя-
занную с ней микроархитектуру процессора с точки зрения программиста. Во многом
именно архитектура СК определяет трактовку архитектуры компьютера вообще как
«…абстрактного представления о вычислительной машине с точки зрения программи-
ста».
   Исторически первые микропроцессоры, появившиеся в 70-х годах XX века, имели от-
носительно простую систему команд, что объяснялось небольшими возможностями ин-
тегральной схемотехники. По мере увеличения степени интеграции ИМС разработчи-
ки МП старались расширять систему команд и делать команды более функциональны-
ми, «семантически нагруженными». Это объяснялось, в частности, двумя моментами -
во-первых, требованиями экономить память для размещения программ, оставлять
больше памяти под данные и т.д., а во-вторых - возможностью реализовать внутри
кристалла процессора сложные инструкции быстрее, чем при их программной реализа-
ции.
   В результате появились процессоры с большими наборами команд, причем команды
эти также зачастую являлись достаточно сложными. В последствии эти МП назвали CISC
- от Complete Instruction Set Computer - компьютер с полным набором команд или Com-
plex ISС - со сложным набором команд. Типичным примером CISC-процессоров явля-
ются процессоры семейства x86 корпорации Intel и ее конкурентов (а также Motorola 68K
и другие). Наряду с отмеченными преимуществами процессоры CISC обладали и рядом
недостатков, в частности - команды оказывались сильно неравнозначными по времени
выполнения (разное количество тактов), плохо конвейеризовывались, требовали сложного
(и длительного) декодирования и выполнения.
   Для повышения производительности стали использовать жесткую логику управления,
что отразилось на регулярности и сложности кристаллов (нерегулярные кристаллы менее
технологичны при изготовлении). На кристалле оставалось мало места для РОН и КЭШ.
   Кроме того, исследования показали, что производители компиляторов и просто про-
граммисты не используют многие сложные инструкции, предпочитая использовать после-
довательность коротких.
   Разработчики подошли к концепции более простого и технологичного процессора с
некоторым откатом назад - к простым и коротким инструкциям. С конца 70-х до середины
80-х годов появляются проекты таких процессоров Стэндфордского университета и уни-
верситета Беркли (Калифорния) - MIPS и RISC.


                                  53