看完了上集，不知有沒有人好奇：既然有「精簡指令集（RISC）」，那世界上有沒有「複雜指令集」呢？有的！而且就在你我身邊將近三十個年頭了。那就 是 Intel 與 AMD 出品，廣泛用於現今桌機、筆電內的 x86 架構 CPU。x86 架構 CPU 大量提供所謂「好用指令」，也就是一個指令就可以執行相當複雜的工作。雖然程式設計師會因此輕鬆許多，不過這種指令一旦送到 CPU 內執行，可能得花上比一般指令要高上許多的時間，才能完成。這就沒辦法保證管線一定暢通了。此種 CPU 架構，稱為 CISC，全名 Complex Instruction Set Computing，中譯「複雜指令集」。
那到底是「RISC」好？還是「CISC」好？喔喔喔！問這句話最好小心點！這有點像一個外國人問「國民黨好」還是「民進黨好」一樣，有點 小小危險。實際狀況是，兩大陣營各有優劣，彼此存在三、四十年，也沒見哪個陣營壓過另一個。不過在「嵌入式系統」陣營，RISC 的確有點小小贏面。理由請聽我慢慢道來。
「CISC」由於存在某些需要「高執行時間」的「好用指令」，為了不讓管線塞車，最簡單的方法就是把 CPU 震盪時脈拉高。講白話一點，就是把生產線的履帶速度，調快一點。這樣一來，就會逼迫 CPU 內部每個單元，都用較快的速度工作，來彌補管線可能塞車的狀況。所以您可以看到 x86 的 CPU 時脈不斷升高，什麼 2.5 GHz、3 GHz 這種誇張數字都出來了。如果您對 3 GHz 這個數字不覺得誇張，讓我跟您解釋一下： 1 Hz 就是每秒鐘震動 1 下的意思。 「Giga Hertz（GHz）」，是「十億 Hz」之意。所以 3 GHz，就是每秒鐘震動 30 億下。你倒是把你的手指頭每秒鐘震動 30 億下看看，應該會如土地公顯靈時的香爐般「發爐」吧？
「CISC」另一個解決自身缺點的方法，就是在 CPU 中嵌入用更複雜的電路、更聰明的執行單元，以避免管線塞車的狀況發生。這中間包括，一口氣抓入一堆指令，然後將執行順序重調過，把擁有近似執行時間的指令 排程在一起執行，使塞車情況不致於發生...等機制。所以當「CISC」得意地宣稱，他們可以在幾平方公分內，塞入幾百萬個電路時，「RISC」陣營的人 就會嗤之以鼻：「多塞那麼多垃圾電路有什麼用！」所以，擁有類似表現的兩顆 CPU， CISC 通常會比 RISC 稍微厚重一點。
因為 CISC 「調高時脈」與「電路複雜」這兩件事，導致做出來的硬體系統有「不易散熱」與「體積稍大」這兩個缺點。這可是嵌入式系統的 大忌！也因此，您會常常見到嵌入式系統所使用的 SoC，是採用 RISC 架構，就是要避開上述兩個缺點。由於 RISC 的指令集數量很少，每個指令能做的事情又很簡單，導致送入 CPU 後執行時間都很相近，管線不會太常塞車。因此，不需要很高的震盪時脈，或者很複雜的電路來預防管線塞車這件事。所以 RISC 的 CPU，就可以用「較低時脈」、「較小尺寸」，來完成與 CISC 差不多的任務。「較低時脈」可以讓發熱減少、功耗降低（省電）。「較小尺寸」可以讓做出小巧的嵌入式產品機會變大。因此，RISC 架構的 SoC，常會是嵌入式系統的首選。
但 RISC 架構的 CPU 也不是沒有缺點。由於它不提供「好用指令」，導致一件本來用「一句話」就可以交代完的事情，要分好幾道指令才能敘述完畢。以「提取（Fetch）」這件事來看，在 CISC 中可以單步提取完畢的指令，在 RISC 中可能得分好幾步。偏偏 CPU 的工作速度，是主記憶體的好幾倍。到記憶體提取指令，對 CPU 來說是嚴重拖慢速度的事。所以，RISC 會在 CPU 內準備非常大量的「暫存器」。好讓 CPU 一口氣提取一大堆資料，存放於暫存器中。運算完畢，也可以將結果寫入暫存器，不急著寫回比較慢速的「主記憶體」。
明天我將跟各位報告「RISC 處理器的四大特色」，敬請期待！
RISC 處理器（上）：何謂「RISC」？
RISC 處理器（中）：為何嵌入式系統多用 RISC 架構？
RISC 處理器（下）：RISC 處理器的四大特色
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