今天小编要和大家分享的是RISC处理器基本思想 RISC处理器基本特性，接下来我将从RISC处理器的基本思想，RISC处理器的基本特性，RISC处理器的发展史，主流RISC处理器介绍，这几个方面来介绍。
RISC(精简指令集算法)处理器是经过硬件的精简只执行很有限的最常用的那部分指令的处理器。因为通过研究发现,只有 大约 20%的指令是最常用的,把处理器能执行的指令数目减少到 最低限度,对它们的执行进行优化,就可以极大地提高处理器的 工作速度.一般来说,RISC 处理器比同等的 CISC 处理器要快 50%～75%,同时 RISC 处理器更容易设计和纠错。
RISC处理器的基本思想
体：指令系统结构
操作：简单
数据：Load-Store结构，寻址方式简单
编码：定长
相：实现与使用方式
简化硬件，提高主频
指令流水线技术：寄存器操作容易解决相关编译技术
用：性能及兼容性
性能：每条指令周期数差不多，主频高，CpI高
流水及多发射技术在提高性能的前提下不影响兼容性
RISC处理器的基本特性
32位定长指令
32个32位通用寄存器
三寄存器操作数运算指令
Load-Store指令，基址+偏移量寻址方式
简单转移条件
Delay-Branch
RISC处理器的发展史
1964年CDC公司推出的CDC6600是第一台超级计算机，具备了RISC的一些基本特征
CDC6600的设计者认识到为了实现有效的流水技术，需要简化体系结构
Load-Store结构
记分板(Score-Boarding)动态流水线调度
乱序执行(Out-of-Order)技术
1976年的Cray-1向量机使用了与CDC6600类似的想法
Cray是CDC6600的主要设计者之一
上述简化结构以高效实现的想法在60-70年代没有受到小型机和微处理器设计者的重视
1968年JohnCocke在IBM的SanJose研究中心开始ASC(AdvancedScientificComputer)项目的研究
基本思想是让编译器做更多的指令调度以减少硬件复杂度
还提出了每个周期发射多条指令的思想
ASC计划后来被取消，Cocke在1971年到FutureSystem
1975年Cocke到IBM的Yorktown研究中心开始研制IBM801，801是最早开始设计的RISC处理器，Cocke获得了Eckert-Mauchly和Turing奖。
801是powerpC的前身
比801稍晚开始的有patterson在Berkeley的RISC-I及RISC-II与Hennessy在Standford的MIpS项目，这两个大学的研究生曾参与801项目的研究，后来返回大学。
RISC-II是SpARC的前身，MIpS项目是MIpS处理器前身
801的项目经理JoelBirnbaum到Hp创立了pA-RISC
DEC在推出Alpha之前曾经使用MIpS处理器三年。1994年Intel和Hp宣布使用相同的系统结构。
从上述发展过程不难解释刚开始时五个RISC处理器的相似性，后来每个RISC处理器有了不同的发展，如Alpha的指令简单，超流水结构，流水级多，主频高，“aspeeddemon”
powerpC指令功能强，灵活，甚至有点象CISC，“abrainiac”
主流RISC处理器介绍
目前,比较有影响的RISC处理器产品有Compaq公司的Alpha,Hp公司的pA-RISC,IBM公司的powerpC,MIpS公司的MIpS和Sun公司的Sparc.下面将分别介绍它们的有关情况.
Alpha处理器
Alpha处理器最早由DEC公司设计制造,在Compaq公司收购DEC之后,Alpha处理器继续得到发展,应用于许多高档的Compaq服务器上.从1995年开始有21164芯片,那时的工艺为0.5mm,主频达到200MHz.1998年,推出新型号21264,当时的主频是600MHz.目前,最新的21264芯片主频达到1GHz,工艺为0.18mm.在该芯片里面集成了1500万个晶体管.它里面有4个整数运算单元和2个浮点计算单元.21264芯片具有完善的指令预测能力和很高的存储系统带宽(超过1GB/s),并且其中增加了处理视频信息的功能,使其多媒体处理能力增强.
21264芯片保持了Alpha处理器可以运行多种操作系统的特点,其中包括Tru64Unix,OpenVMS和Linux等,而在这些系统中,已经有许多成熟的应用程序,这也是Alpha处理器的一个优势.
目前,Compaq公司正在开发新一代的处理器EV7和EV8,其主频分别为1.25GHz和1.65GHz,工艺则分别为0.18mm和0.13mm.新型处理器的重点将侧重于引入系统级的特征,如满足复杂工作负载和大规模SMp的需求.
MIpS处理器
MIpS技术公司是一家设计制造高性能,高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商.RISC处理器方面占有重要地位.在1984年,MIpS计算机公司成立.1992年,SGI收购了MIpS计算机公司.1998年,MIpS脱离SGI,成为MIpS技术公司.
MIpS公司设计RISC处理器始于80年代初,1986年推出R2000处理器,1988年推出R3000处理器,1991年推出第一款64位商用微处理器R4000.之后,又陆续推出R8000(于1994年),R10000(于1996年)和R12000(于1997年)等型号.之后,MIpS公司的战略发生变化,把重点放在嵌入式系统.1999年,MIpS公司发布MIpS32和MIpS64架构标准,为未来MIpS处理器的开发奠定了基础.新的架构集成了所有原来MIpS指令集,并且增加了许多更强大的功能.MIpS公司陆续开发了高性能,低功耗的32位处理器内核(core)MIpS324Kc与高性能64位处理器内核MIpS645Kc.2000年,MIpS公司发布了针对MIpS324Kc的新版本以及未来64位MIpS6420Kc处理器内核.
为了使用户更加方便地应用MIpS处理器,MIpS公司推出了一套集成的开发工具,称为MIpSIDFIntegratedDevelopment(Framework),特别适合嵌入式系统的开发.
pA-RISC处理器
Hp公司的RISC芯片pA-RISC于1986年问世.目前,他们正在开发Hp的64位超标量处理器pA-8000系列.同时,Hp公司与Intel公司合作开发的下一代芯片IA-64,在与原来pA-RISC和Intelx86系列芯片兼容的基础上,性能更会有飞跃性的提高.
pA-8000系列芯片是从1996年开始提供的.第1款芯片的型号为pA-8000,主频达180MHz,后来陆续推出pA-8200,pA-8500和pA-8600等型号.
Hp公司正在开发64位微处理器pA-8700.此芯片将于2001年上半年正式投入服务器和工作站的使用.这种新型处理器的设计主频将达到800MHz以上.pA-8700使用的工艺是0.18mm绝缘硅(Silicon-On-Insulator,SOI)铜CMOS工艺,采用7层铜导体互连,芯片上的高速缓存达到2.25MB,比pA-8600增加了50%.这种新的0.18mm工艺降低了电压,从而使工作在较高频率下的芯片大大降低了功耗,工作温度也较低.此外,这种工艺使芯片几何尺寸更小,主频更高.因此,pA-8700计算速度高达每秒32亿次运算.
根据Hp公司的规划,未来还将推出pA-8800和pA-8900处理器,其主频分别达到1GHz和1.2GHz.pA-RISC同时也是IA-64的基础.在未来的IA-64芯片中,继续保持许多pA-RISC芯片的重要特性,包括pA-RISC的虚拟存储架构,统一数据格式,浮点运算,多媒体和图形加速等.
powerpC处理器
powerpC架构的特点是可伸缩性好,方便灵活.powerpC处理器品种很多,既有通用的处理器,又有嵌入式控制器和内核,应用范围非常广泛,从高端的工作站,服务器到桌面计算机系统,从消费类电子产品到大型通信设备,无所不包.
处理器芯片主要型号是powerpC750,它于1997年研制成功,最高的工作频率可以达到500MHz,采用先进的铜线技术.该处理器有许多品种,以便适合各种不同的系统.包括IBM小型机,苹果电脑和其他系统.
嵌入式的powerpC405(主频最高为266MHz)和powerpC440(主频最高为550MHz)处理器内核可以用于各种集成的系统芯片(system-on-a-chip,SOC)设备上,在电信,金融和其他许多行业具有广泛的应用.
Sparc处理器
Sun公司以其性能优秀的工作站闻名,这些工作站的心脏全都是采用Sun公司自己研发的Sparc芯片.根据Sun公司未来的发展规划,64位UltraSparc处理器方面,在主要有3个系列,首先是可扩展式s系列,主要用于高性能,易扩展的多处理器系统.目前UltraSparcⅢs的频率已经达到750GHz.将推出UltraSparcⅣs和UltraSparcⅤs等型号.其中UltraSparcⅣs的频率为1GHz,UltraSparcⅤs则为1.5GHz.其次是集成式i系列,它将多种系统功能集成在一个处理器上,为单处理器系统提供了更高的效益.已经推出的UltraSparcⅢi的频率达到700GHz,未来的UltraSparcⅣi的频率将达到1GHz.最后是嵌入式e系列,为用户提供理想的性能价格比,嵌入式应用包括瘦客户机,电缆调制解调器和网络接口等.Sun公司还将推出主频300,400,500MHz等版本的处理器.
1999年6月,UltraSparcⅢ首次亮相,它采用先进的0.18mm工艺制造.该处理器全部采用64位结构和VIS指令集,时钟频率从600MHz起,可用于高达1000个处理器协同工作的系统上.UltraSparcⅢ的内存带宽达到2.4GB/s,还配备了8MB的二级高速缓存,性能很好.UltraSparcⅢ和Solaris操作系统的应用实现了百分之百的二进制兼容,完全支持客户的软件投资,得到众多的独立软件供应商的支持.
不仅如此,为了帮助原设备厂商尽快把产品推向市场,集中精力开发产品,公司还开发了Sparc处理器主板,Sun包括ATX和CompactpCI两个系列.
关于RISC处理器,电子元器件资料就介绍完了，您有什么想法可以联系小编。
