RISC-V架構師從過去指令集設計的錯誤中吸取的教訓
|
過去的錯誤 |
RV32I吸取的經驗教訓 |
|||
| ARM-32 (1986) | MIPS-32 (1986) | X86-32（1978） | ||
| 成本 | 必須支持整數乘除法 | 必須支持整數乘除法 | 8 位以及 16 位操作、必須支持整數乘除法 | 無 8 位、16 位操作、可選的整數乘除法支持(RV32M) |
| 簡潔性 | 無零寄存器、條件指令執行、復雜的尋址模式、棧操作指令(push/pop)、算術/邏輯指令中存在的移位 | 立即數支持零擴展及符號擴展、一些算術指令會造成溢出異常 | 無零寄存器、復雜的過程調用指令(enter/leave)棧指令(push/pop)、復雜尋址模式、循環指令 | 寄存器x0專門用于存放常數0、立即數只進行符號擴展、一種數據尋址模式、沒有條件執行、沒有復雜的函數調用指令以及棧指令、算術指令不拋異常、使用單獨的移位指令來處理移位操作 |
| 性能 | 分支指令使用條件碼、在不同格式的指令中，源和目的寄存器的位置不同、加載多個計算得到的立即數、PC是一個通用寄存器 | 在不同格式的指令中，源和目的寄存器的位置不同 | 分支指令使用條件碼、每個指令中最多只能使用兩個寄存器 | 使用同一條指令實現比較及跳轉（不使用條件碼）、每條指令三個寄存器、不能一次load多個數據、不同指令格式中，泊及目的寄存器字段位置固定、立即數是常數（不是由計算得出的）、PC不是通用寄存器 |
| 架構和具體實現 | 將PC像普通寄存器一樣讀寫，這樣暴露了流水線長度 | 分支指令延遲槽Load指令延遲槽、乘除法使用單獨的HI、LO寄存器 | 寄存器不是通用的（AX，CX，DX，DI，SI有特殊用途） | 分支指令沒有延遲槽、Load指令無延遲槽、通用寄存器 |
| 增長空間 | 有限的指令碼空間 | 有限的指令碼空間 | 大量可用的指令碼空間 | |
| 程序大小 | 僅有32bit指令（Thumb-2是作為一個獨立的ISA） | 僅32bit指令（microMIPS是作為一個獨立的ISA） | 指令長度可用是不同字節，但這是一個很不好的選擇。 | 32位指令+16位RV32C擴展 |
| 易于編程/編譯/鏈接 | 僅15個寄存器內存數據必須對齊、不規則的數據尋址模式、不一致的性能計數器 | 內存數據必須對齊、不規則的數據尋址模式、不一致的性能計數器 | 僅15個寄存器中內存數據必須對齊、不規則的數據尋址模式、不一致的性能計數器 | 31個寄存器、數據可用不對齊、PC相對的數據尋址模式、對稱的數據尋址模式、定義在加構中的性能計數器 |
RISC-V架構師從過去指令集設計的錯誤中吸取的教訓。通常的教訓是避免過去的ISA“優化”。經驗和教訓按照第一章中提出的七個ISA指標進行分類。在成本，簡單性和性能下列出的許多指令集特性可以互換，因為這只是設計的偏好問題，但不管它們出現在哪里，它們都很重要。
摘自《RISC-V-Reader》中文版
審核編輯黃宇
聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容侵權或者其他違規問題，請聯系本站處理。
舉報投訴
-
架構師
+關注
關注
0文章
47瀏覽量
4748 -
RISC-V
+關注
關注
46文章
2477瀏覽量
48255
發布評論請先 登錄
相關推薦
熱點推薦
RISC-V核低功耗MCU指令集架構(ISA)特點
RISC-V核低功耗MCU通過開源生態、模塊化架構與能效優化技術，成為物聯網、穿戴設備等領域的理想選擇?。 一、?開源與可定制性? 完全開源免費?：RISC-V ISA無需專利授權費用，允許開發者
關于RISC-V學習路線圖推薦
一個號的RISC-V學習路線圖可以幫助學習者系統地掌握RISC-V架構的相關知識。比如以下是一個較好的RISC-V學習路線圖：
一、基礎知識準備
計算機體系結構基礎 ：
了解計算機的基
發表于 11-30 15:21
什么是RISC-V？以及RISC-V和ARM、X86的區別
需要一種更加開放的指令集架構，以便更多的公司和個人可以參與到處理器的設計和開發中。這也是為什么RISC-V采用BSD開源協議，可以自由地使用和分發。
靈活性：傳統的
發表于 11-16 16:14
ISA ARM 對比 RISC-V
ARM和RISC-V同為精簡指令集（RISC）架構，這意味著它們都基于相似的設計理念：通過簡化指令集來提高處理器的效率和執行速度。然而，即使
RISC-V指令集的特點總結
開源
定義：RISC-V 是完全開源的指令集架構（ISA），意味著任何人都可以查看、使用、修改以及分發其設計，而無需支付版權費用。
優勢：這種開源特性促進了全球性的創新和合作。
社區化
定義
發表于 08-30 22:05
CISC（復雜指令集）與RISC（精簡指令集）的區別
調用四條單CPU周期指令完成兩數相乘：內存
a加載到寄存器，內存b加載到寄存器，兩個寄存器中數相乘，寄存器結果存入內存a。按照此思路，早期的設計出的RISC
指令集，
發表于 07-30 17:21
RISC-V基礎整數指令集
RISC-V的出現比過去的ISA晚了一 個世紀，這使它的設計者得以實踐Santayana的建議 ，即借用之前指令集中好的設計，但不重復它們不好的瑕疵，包括RISC-I
發表于 07-27 22:25
走進RISC-V：芯片界的新革命
科技熱潮呢？我們一起來探索其中的奧秘。RISC-V是什么？我們先來了解一下什么是指令集架構。指令集是計算機運行的核心，就像是電腦的“操作指南”。目前，主流的
工商網監
評論