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RISC的英文全稱是Reduced Instruction Set Computer，中文是精簡指令集計算機。特點是所有指令的格式都是一致的，所有指令的指令周期也是相同的，并且采用流水線技術。
RISC的英文全稱是Reduced Instruction Set Computer，中文是精簡指令集計算機。特點是所有指令的格式都是一致的，所有指令的指令周期也是相同的，并且采用流水線技術。在中高檔服務器中采用RISC指令的CPU主要有Compaq（康柏，即新惠普）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。
RISC的英文全稱是Reduced Instruction Set Computer，中文是精簡指令集計算機。特點是所有指令的格式都是一致的，所有指令的指令周期也是相同的，并且采用流水線技術。在中高檔服務器中采用RISC指令的CPU主要有Compaq（康柏，即新惠普）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。
精簡指令集，是計算機中央處理器的一種設計模式，也被稱為RISC（Reduced Instruction Set Computing的縮寫）。 這種設計思路對指令數(shù)目和尋址方式都做了精簡，使其實現(xiàn)更容易，指令并行執(zhí)行程度更好，編譯器的效率更高。常用的精簡指令集微處理器包括DECAlpha、ARC、ARM、AVR、MIPS、PA-RISC、PowerArchitecture（包括PowerPC）和SPARC等。這種設計思路最早的產(chǎn)生緣自于有人發(fā)現(xiàn)，盡管傳統(tǒng)處理器設計了許多特性讓代碼編寫更加便捷，但這些復雜特性需要幾個指令周期才能實現(xiàn)，并且常常不被運行程序所采用。此外，處理器和主內存之間運行速度的差別也變得越來越大。在這些因素促使下，出現(xiàn)了一系列新技術，使處理器的指令得以流水執(zhí)行，同時降低處理器訪問內存的次數(shù)。早期，這種指令集的特點是指令數(shù)目少，每條指令都采用標準字長、執(zhí)行時間短、中央處理器的實現(xiàn)細節(jié)對于機器級程序是可見的。
優(yōu)勢
RISC和CISC是設計制造微處理器的兩種典型技術，雖然它們都是試圖在體系結構、操作運行、軟件硬件、編譯時間和運行時間等諸多因素中做出某種平衡，以求達到高效的目的，但采用的方法不同，因此，在很多方面差異很大，它們主要有：（1）指令系統(tǒng)：RISC設計者把主要精力放在那些經(jīng)常使用的指令上，盡量使它們具有簡單高效。對不常用的功能，常通過組合指令來完成。因此，在RISC機器上實現(xiàn)特殊功能時，效率可能較低。但可以利用流水技術和超標量技術加以改進和彌補。而CISC計算機的指令系統(tǒng)比較豐富，有專用指令來完成特定的功能。因此，處理特殊任務效率較高。（2）存儲器操作：RISC對存儲器操作有限制，使控制簡單化；而CISC機器的存儲器操作指令多，操作直接。（3）程序：CISC匯編語言程序一般需要較大的內存空間，實現(xiàn)特殊功能時程序復雜，不易設計；而RISC匯編語言程序編程相對簡單，科學計算及復雜操作的程序設計相對容易，效率較高。（4）中斷：RISC機器在一條指令執(zhí)行的適當?shù)胤娇梢皂憫袛?，但是相比CISC指令執(zhí)行的時間短，所以中斷響應及時；而CISC機器是在一條指令執(zhí)行結束后響應中斷。（5）CPU：RISC CPU包含有較少的單元電路，因而面積小、功耗低；而CISCCPU包含有豐富的電路單元，因而功能強、面積大、功耗大。（6）設計周期：RISC微處理器結構簡單，布局緊湊，設計周期短，且易于采用最新技術；CISC微處理器結構復雜，設計周期長。（7）用戶使用：RISC微處理器結構簡單，指令規(guī)整，性能容易把握，易學易用；CISC微處理器結構復雜，功能強大，實現(xiàn)特殊功能容易。（8）應用范圍：由于RISC指令系統(tǒng)的確定與特定的應用領域有關，故RISC機器更適合于專用機；而CISC機器則更適合于通用機。
結構特點
RISC是簡化指令集計算機的簡略縮寫，其風格是強調計算機結構的簡單性和高效性。RISC設計是從足夠的不可缺少的指令集開始的。它的速度比那些具有傳統(tǒng)復雜指令組計算機結構的機器快得多，而且RISC機由于其較簡潔的設計，較易使用，故具有更短的研制開發(fā)周期。RISC結構一般具有如下的一些特點：
?、賳沃芷诘膱?zhí)行：它統(tǒng)一用單周期指令。從根本上克服了CISC指令周期數(shù)有長有短，造成運行中偶發(fā)性不確定，致使運行失常的問題。②采用高效的流水線操作：使指令在流水線中并行地操作，從而提高處理數(shù)據(jù)和指令的速度。③無微代碼的硬連線控制：微代碼的使用會增加復雜性和每條指令的執(zhí)行周期。④指令格式的規(guī)格化和簡單化：為與流水線結構相適應且提高流水線的效率，指令的格式必須趨于簡單和固定的規(guī)式。比如指令采用16位或32位的固定的長度，并且指令中的操作碼字段、操作數(shù)字段都盡可能具有統(tǒng)一的格式。此外，盡量減少尋址方式，從而使硬件邏輯部件簡化且縮短譯碼時間，同時也提高了機器執(zhí)行效率和可靠性。⑤采用面向寄存器堆的指令：RISC結構采用大量的寄存器——寄存器操作指令，使指令系統(tǒng)更為精簡?？刂撇考鼮楹喕噶顖?zhí)行速度大大提高。由于VLSI技術的迅速發(fā)展，使得在一個芯片上做大量的寄存器成為可能。這也促成了RISC結構的實現(xiàn)。⑥采用裝入/存儲指令結構：在CISC結構中。大量設置存儲器——存儲器操作指令，頻繁地訪問內存，將會使執(zhí)行速度降低。RISC結構的指令系統(tǒng)中，只有裝入/存儲指令可以訪問內存，而其它指令均在寄存器之間對數(shù)據(jù)進行處理。用裝入指令從內存中將數(shù)據(jù)取出，送到寄存器；在寄存器之間對數(shù)據(jù)進行快速處理，并將它暫存在那里，以便再有需要時。不必再次訪問內存。在適當?shù)臅r候，使用一條存儲指令再將這個數(shù)據(jù)送回內存。采用這種方法可以提高指令執(zhí)行的速度。⑦注重編譯的優(yōu)化，力求有效地支撐高級語言程序。通常使用的單片機中，MCS一51系列的單片機屬于CISC的體系結構；AVR系列的單片機則屬于RISC的體系結構。
RISC和x86兩種架構平臺在關鍵業(yè)務市場對決
隨著服務器市場的產(chǎn)業(yè)格局在發(fā)生變化，服務器廠商正在改變以出貨量為目標的增長方式。低端服務器市場正在日趨飽和，而以四路及以上中高端服務器市場正在成為廠商的焦點。這種趨勢在英特爾正式發(fā)布至強E7 v2處理器后更為明顯。
憑借新至強E7 v2處理器，新的x86多路服務器在關鍵業(yè)務應用領域，無論在可靠性、穩(wěn)定性和安全性等關鍵技術指標方面，將有能力與RISC架構小型機一較高低。英特爾的眾多合作伙伴也紛紛推出基于至強E7 v2的新品服務器產(chǎn)品。
而且一個突出的新特點的就是這次英特爾合作伙伴推出的新品大部分集中于四路及以上服務器產(chǎn)品，服務器應用場景也集中于行業(yè)關鍵業(yè)務應用市場。產(chǎn)品的主打買點基本都是借助至強E7 v2的雙倍性能提升、三倍內存擴容以及四倍的I/O增容，服務器新品也旨在滿足諸如數(shù)據(jù)分析、商業(yè)智能以及高性能運算等應用的需求，在這類應用中性能、可靠性和大容量內存都是用戶的關鍵需求。
華為在上周發(fā)布了新一代四路和八路關鍵業(yè)務服務器，包括四路機架RH5885H V3、八路機架RH8100 V3和基于E9000融合基礎架構的四路刀片CH242 V3。市場調查數(shù)據(jù)顯示，2013年華為四路和八路服務器為2012年同期發(fā)貨量的6倍。整體x86服務器市場上，2013年全年華為服務器出貨量位列全球第四，在中國市場華為服務器發(fā)貨量僅次于戴爾，穩(wěn)居第二。
其中華為與SAP合作的HANA一體機更是將華為服務器推向一個新的高度。華為RH5885 V2服務器是國內廠商中率先通過SAP HANA認證的產(chǎn)品。2014年2月18號，SAP網(wǎng)站公布了基于新一代至強E7 v2處理器的SAP HANA硬件認證，華為RH5585H V3為首批獲得認證的三款產(chǎn)品之一。
種種跡象顯示，英特爾正在將x86產(chǎn)品的定位轉移到新的戰(zhàn)場，那就是RISC架構長期占據(jù)的關鍵業(yè)務應用市場。在關鍵業(yè)務市場，一直是RISC架構的小型機占據(jù)主導地位。以IBM小型機為代表的廠商在宣傳的時候也是將x86定位只能承擔標準的服務器工作負載而不能應對關鍵業(yè)務應用，但是英特爾不甘心將x86架構局限于標準工作負載平臺。
在此次新的英特爾至強E7 v2處理器中，英特爾給x86架構融入了更多的RAS特性以及內存計算特性，這樣x86架構也能承擔關鍵業(yè)務。英特爾可靠運行技術Intel Run Sure Technology專用于支持對于核心業(yè)務數(shù)據(jù)至關重要的五個九解決方案，能夠顯著降低計劃內和計劃外宕機的頻次與成本。
在英特爾切入到傳統(tǒng)小型機占據(jù)的關鍵業(yè)務市場后，IBM并沒有坐視不理。在IBM把x86產(chǎn)品線賣給聯(lián)想后，Power架構平臺已經(jīng)成為IBM首要發(fā)展的業(yè)務。早在2012年，IBM就推出了天合計劃。依托該計劃向市場推出天合應用服務器，IBM推出天合計劃的目的為企業(yè)用戶提供可替代的x86解決方案。2013年5月，IBM在北京成立全球首個IBM Power Systems Linux中心。2013年9月，IBM再次為Linux投資10億美元，專門用于支持Power Linux的發(fā)展。
2013年8月，IBM宣布成立OpenPOWER基金會，IBM將向第三方合作伙伴提供Power架構授權，目標是促進以往主要用于高端服務器的Power架構的軟硬件開發(fā)。進入2014年以來，IBM宣布三星電子已經(jīng)加入OpenPOWER基金會。而就在上個月，兩家中國企業(yè)宣布加入OpenPOWER基金會，它們是蘇州中晟宏芯信息科技有限公司和江蘇產(chǎn)業(yè)技術國際研究院。IBM如此密集的拉攏廠商加入OpenPower聯(lián)盟，彰顯了IBM大力發(fā)展Power生態(tài)圈的決心。
IBM不光在Power架構開放性上下功夫，在今年IBM也將發(fā)布Power 8處理器。Power 8處理器的特性和接口上都做了很大的變動，最大的變化就是開放性。比如Power 8晶圓上整合的PCI-E 3.0插槽提供CAPI（Coherence Attach Processor Interface）接口連接外部組件。CAPI有助于連接第三方廠商的硬件，如圖像圖像卡、存儲設備以及客戶話的定制芯片，如FPEA（可編程門陣列）卡、ASIC卡等。ACPI也讓服務器廠商現(xiàn)貨供應Power系統(tǒng)變得更加簡單，類似于目前的白牌服務器。
Power 8另外一個驚人之舉在于IBM對PCI-E 3.0標準的支持，并承認其連接速度超過此前Power 7系統(tǒng)所采用的專有內部連接。Oracle SPARC M6也開始采用PCI-E 3.0。這樣IBM就可以和英特爾至強E7 v2處理器展開競爭。
IBM和英特爾都在拓展自己產(chǎn)品的應用場景，兩家公司已經(jīng)進入對方的市場，雙方的對決不可避免。決定勝敗的關鍵是生態(tài)圈和合作伙伴。傳統(tǒng)的x86服務器市場正在發(fā)生變化，那就是x86服務器市場構成向中高端產(chǎn)品轉移。畢竟，我們也知道低端x86服務器的利潤率已經(jīng)非常低，而中高端x86服務器市場正在成為服務器廠商的主要利潤來源。x86服務器市場正在面臨分化，隨之而來的是以RISC架構為代表的小型機市場正在受到x86架構服務器的沖擊。英特爾也在努力改變x86架構只能承載標準工作負載的角色，關鍵業(yè)務應用也是x86架構能否承載的。
在當今數(shù)字化迅猛發(fā)展的時代，計算機硬件的架構選擇對于系統(tǒng)的性能、能效以及適用性具有至關重要的影響。Arm架構與x86架構是目前主流的兩種計算機體系結構，...
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