David Patterson回顾RISC的诞生往事

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在RISC-V 峰会上，计算机体系结构传奇人物 David Patterson 发表了一场备受好评的主题演讲。他利用扫描的原始幻灯片，带领观众回到 1981 年，讲述了精简指令集计算 (RISC) 在加州大学伯克利分校的诞生。

帕特森以幽默的方式开场，提到他妻子酷爱穿越时空的电影，并解释说年龄增长使人能够轻松地穿越回过去。他翻阅旧文件，重新发现了那些经典的塑料幻灯片——这些对许多年轻听众来说都很陌生——并用它们重现了四十多年前他在校园里做的演讲。

1981年2月的计算机格局与现在截然不同：大型机和小型机主导着重要的工作，IBM 无疑是行业领头羊。DEC 的 VAX 小型机，冰箱大小，32 位，运行频率 5 MHz，配备 2 KB 缓存，代表了当时的巅峰水平。IBM PC 尚未问世，而英特尔的 8086 则是当时最先进的 16 位微处理器。文化事件包括罗纳德·里根就任总统、迪斯科音乐的兴起以及电影《夺宝奇兵》的上映。

在此背景下，复杂指令集计算机（CISC）占据了主导地位。当时的主流理念认为，更丰富、更多样化的指令能够弥合高级语言和硬件之间的“语义鸿沟”。摩尔定律推动了内存密度的不断提高，使得微程序设计变得成本低廉。市场营销强化了这样一种观念：程序越复杂，可靠性就越高；而寄存器则被视为过时的技术。

事实证明并非如此。高级语言编程仅使用了一小部分指令。诸如 VAX 的数组索引指令或 IBM 370 的多寄存器移动等复杂操作，通常比一系列简单的操作要慢。设计周期急剧延长，微代码错误层出不穷；帕特森在 1979 年至 1980 年于 DEC 的休假期间，揭露了 VAX 微代码需要不断修补的现状。

这些观察结果逐渐凝结成 RISC 原则：除非有充分的理由，否则应尽量保持简单；优先考虑快速时钟周期、易于解码和流水线，而不是指令数量或程序大小；认识到微代码并不能提供任何神奇的功能；并依靠不断进步的编译器技术。

举例来说，身为汽车爱好者的帕特森将 CISC 比作一辆装饰过度的 20 世纪 50 年代凯迪拉克，将 RISC 比作一辆线条流畅、灵活敏捷的跑车。

帕特森和学生大卫·迪策尔于 1980 年发表了论文《精简指令集计算机的案例》，该论文与 VAX 架构师的反驳文章一同发表，这些想法由此获得了广泛关注——立即引发了争议，并在会议上引发了热烈的 RISC 与 CISC 之争。

伯克利大学通过研究生课程验证了这一概念。凭借DARPA资助的CAD工具、简化的指令集以及一些运气，大约十几名学生在不到两年的时间内完成了RISC-I的设计、布局、制造和测试。值得注意的是，RISC-I指令集与今天的RISC-V核心指令集非常相似——帕特森称RISC-V的版本略显优雅。

将伯克利 UNIX 移植到 RISC-I 的过程很简单，早期的基准测试表明，学生构建的 RISC-I 的速度大约是专业团队花费多年时间开发的 VAX 的两倍——这是一个惊人的验证。

帕特森在演讲结尾向最初的团队成员致敬，其中包括卡洛·塞金和约翰·奥斯特豪特两位教授以及研究生。他分享了2015年举行的一场仪式的照片，仪式上为第一款RISC微处理器安装了一块纪念牌匾，RISC-I的先驱者们与RISC-V的领导者们齐聚一堂，共同见证了这一感人的跨世代时刻。

现在，45 年过去了，诞生于伯克利教室的简洁和优雅为全球数十亿台设备提供动力，并在开放的RISC-V 生态系统中蓬勃发展。

https://semiwiki.com/ip/risc-v/364987-journey-back-to-1981-david-patterson-recounts-the-birth-of-risc-and-its-legacy-in-risc-v/

（来源：编译自semiwiki）

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