为什么CISC处理器更难管道？在某种意义上，某些指令比其他指令“更复杂”？

Question

根据Miles Murdoca和Vincent Heuring的“计算机架构和组织”，

  

CISC指令不适合流水线架构。对于   流水线工作有效，每个指令都需要   与其他指令的相似之处，至少在相对方面   指令的复杂性。

为什么这是真的？指令复杂性是什么意思，并非所有指令都需要一个时钟周期才能开始执行;如果指令正在读取或写入内存，则需要更长时间，但RISC处理器读取也会写入内存（当然）？

Answer 1

指令的“复杂性”与它们的大小和格式可以变化的程度有关。以x86 IA32（Intel 32位）架构为例，即CISC。指令的大小可以在1到12个字节之间，并且它们的格式也有很大差异（格式是每个字段使用多少位，这些位所在的位置等等）。

这意味着只有在您开始解码后才能知道何时完成取指令。有些指令只需要一个循环来获取，有些则更多，这使得流水线过程变得复杂。

另一方面，所有ARM指令（RISC架构）都有4个字节。因此，一旦获取4个字节，您就知道可以将这些字节发送到管道的解码阶段，并且您可以立即开始获取下一条指令。

Answer 2

这意味着对于CISC架构，通常存在比RISC相对更长的指令。所以调度比较棘手。在CISC中，通常会混合使用更简单的指令，以及需要更长时间的更复杂的指令。因此，在管道中存在称为危险的事物，这些事物可能会导致流畅的流水线问题。 例如，X86浮点指令将比x86加载或存储更长。