{{indexmenu_n>3}}====== 精简指令集RISC ======


精简指令集计算（RISC，reduced instruction set computing）或简译为精简指令集，是计算机中央处理器的一种设计模式，是相对于复杂指令集（CISC，complex instruction set computer）的一个概念。

早期的处理器都是CISC架构（包括英特尔的处理器），随著时间推移，有越来越多的指令集加入。由于当时编译器的技术并不纯熟，程序都会直接以机器码或是组合语言写成，为了减少程序的设计时间，逐渐开发出单一指令，复杂操作的程序代码。设计师只需写下简单的指令，再交给CPU去执行。

但是后来有人发现，整个指令集中，只有约20％的指令常常会被使用到，大约占了整个程序的80％；剩余80％的指令，只占了整个程序的20％。

精简指令集的名称最早来自1980年David Andrew Patterson在加州大学柏克莱分校主持的Berkeley RISC计划。但在他之前，已经有人提出类似的设计理念。由John Cocke主持，在1975年开始，1980年完成的IBM 801计划，可能是第一个使用精简指令集理念来设计的系统，因此John Cocke被称为RISC架构之父。由于他的努力，Cocke于1987年获得了图灵奖，1994年获得了美国国家科学奖，1991年获得了美国国家技术奖。

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IBM研究人员John Cocke及其团队在1970年代后期设计了第一台使用精简指令集计算机（RISC）架构的原型计算机。

===== MIPS架构 =====


斯坦福大学John Hennessy教授（2000-2016年任校长）于1981年在斯坦福大学发起了MIPS项目，MIPS是内置于VLSI中的高性能精简指令集计算机（RISC）。MIPS是前三个实验性RISC体系结构之一。他的计算机价格和体系理论是很多处理器研究人员的启蒙教程。1981年，John Hennessy领导他的团队，实现出第一个MIPS架构的处理器，也是第一代RISC系统芯片，MIPS采用RISC架构。在1984年他离开斯坦福大学，创办了MIPS科技公司（MIPS的全称是无内部互锁流水级的微处理器Microprocessor without interlocked piped stages。简称MIPS）。2012年，MIPS科技公司被Imagination Technologies收购。

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MIPS提供最开放化的架构授权，允许授权商自行更改设计。

2018年3月，由于“开创了一种系统的、定量的方法来设计和评价计算机体系结构，并对微处理器行业产生了持久的影响”，David Andrew Patterson和John Hennessy一起获得2017年度的图灵奖。

基于MIPS设计的衍生产品包括国内龙芯、君正等。

===== ARM架构 =====

1981年，英国广播公司BBC打算在整个英国播放一套提高电脑普及水平的节目，他们希望Acorn能生产一款与之配套的电脑。

Acorn临时采用了MOS 6502处理器（由MOS科技研发的8位微处理器）来设计生产这个电脑，一开始取名Proton，后来被改名为BBC Micro。

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Acorn因为各种原因无法使用美国国家半导体、摩托罗拉，以及英特尔的芯片，便采用了RISC，由来自剑桥大学的计算机科学家Sophie Wilson和Steve Furber最终自行完成了微处理器的设计。ARM处理器被研发出来之后，用在了BBC Micro的后续型号中。

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用在BBC Micro上的ARM1 second processor

ARM不生产芯片，而以授权的方式，将芯片设计方案转让给其他公司，即“Partnership”开放模式，授权包括Cirrus Logic、德州仪器、苹果、三星、夏普等超过165家公司。

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苹果iPhone的出现，App Store的迅速崛起，让全球移动应用彻底绑定在ARM指令集上。

2008年，谷歌推出了Android系统，也是基于ARM指令集。

微软公司2011年宣布，下一版Windows将正式支持ARM处理器，并随后推出搭载ARM处理器Surface Pro/Laptop。。

基于ARM设计的衍生产品包括Marvell的XScale架构和德州仪器的OMAP系列。

===== IBM POWER/PowerPC =====

IBM POWER是RISC处理器架构的一种，由IBM设计，全称为“Performance Optimization With Enhanced RISC”PowerPC（Performance Optimization With Enhanced RISC – Performance Computing，有时简称PPC）是一种精简指令集（RISC）架构的中央处理器（CPU），其基本的设计源自IBM的POWER（Performance Optimized With Enhanced RISC。POWER系列微处理器在不少IBM服务器、超级电脑、小型电脑及工作站中，广泛作为主CPU使用。而PowerPC架构也是源自POWER架构，并应用在苹果电脑的麦金塔电脑及部分IBM的工作站，以及各式各样的嵌入式系统上。

但苹果电脑自2005年起，将旗下电脑产品转用Intel CPU（x86架构）。

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其他常见使用PowerPC架构的产品如任天堂GameCube、Wii和Wii U；微软Xbox 360；索尼：PlayStation 3等。