第13部分

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在相容的壓力之下，各大公司設計新一代計算機的時候，不得不保留前代計算機的指令，在此基礎上又要增加新指令。

如此一代代的傳下來，計算機的指令集臃腫不堪，複雜無比，形成了一個流派叫做複雜指令集計算機（cisc）。

cisc的指令很多，最高可達800多條，源自於人們早期想將硬體軟體化的想法。

當時硬體製造便宜，軟體的費用越來越高，最終導致了軟體危機。人們就夢想能製造一種機器，可以無障礙的識別、執行高階語言。

因此人們就不斷的給計算機增加指令，好處是明顯的，軟體編譯變的簡單，整個六、七十年代是cisc的天下。

物極必反，cisc解決了軟體危機，卻沒有想到便成了另一個怪物。

大量指令的存在極大的增加了系統的硬體複雜性，要知道多一個指令就得多上一對控制邏輯。

硬體開銷太大，最終超過了當時科技的極限，硬體成本高不可攀。

窮則思變，有識之士開始反思這條路是不是錯了。

正如相容概念的提出一樣，依然是ibm走在了前面，提出了著名的80/20法則，即20％的指令使用頻度超過了80％，而其它80％的指令只有20％的使用率。

基於這個原理，各家宗師就提出了精簡指令集電腦（risc）的概念

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二十九

魚冒泡：罪過，昨天喝了一天的酒！

risc宗師奉行簡單就是美，，所有一干功能相似、特性重複的指令一概不要，而且所有長短不一的指令全部刪除，指令定長，按使用率高低劃分cpu處理優先順序。

如果說risc但指令是正規軍，精悍而有效率，那麼cisc的指令就只能算是山寨了。

cisc的指令不分重要與否，一概取相同的cpu使用許可權，也就是說cpu無論什麼時候接受到請求，都得聽下來處理，大大降低了效率。

等長的risc指令大大降低了硬體的複雜度，而且可以實現一項非常重要的技術——流水線。

普通的計算機處理資料的時候，就像工廠只有一個工人，來一個任務做一個任務，直到這件事完成，否則就得等待，浪費大量的cpu時間。

流水線技術則是將一件事情分為至少兩個以上的步驟，risc一般則分為4到5個，如取指令、執行、輸出等等，流水線是現代risc核心的一個重要設計，它極大地提高了效能。

對於一條具體的指令執行過程，通常可以分為五個部分：取指令，指令譯碼，取運算元，運算（alu），寫結果。其中前三步一般由指令控制器完成，後兩步則由運算器完成。

按照傳統的方式，所有指令順序執行，那麼先是指令控制器工作，完成第一條指令的前三步，然後運算器工作，完成後兩步，在指令控制器工作，完成第二條指令的前三步，在是運算器，完成第二條指令的後兩部……很明顯，當指令控制器工作時運算器基本上在休息，而當運算器在工作時指令控制器卻在休息，造成了相當大的資源浪費。

解決方法很容易想到，當指令控制器完成了第一條指令的前三步後，直接開始第二條指令的操作，運算單元也是。這樣就形成了流水線系統，這是一條2級流水線。

這樣cpu永遠處於繁忙的狀態，這就是流水線的原理，雖然執行一條指令的時間沒有減少，但是輸出結果的時間減少了很多，理論速度是不用流水線的2倍。

只要流水線不斷，cpu就可以不停的輸出結果。