昨天的文章已經介紹過，所謂指令，就是CPU幹活的最小功能單位；指令集就是一套指令的集合。指令集又分為複雜指令集和精簡指令集，今天先講複雜指令集。
大家都知道所謂的軟體就是程式，程式也是一系列指令的集合，用來指揮計算機硬體執行特定的任務。
但CPU只能識別機器語言，所謂
機器語言就是直接用二進位制程式碼表達的計算機語言，它是用0和1組成的一堆程式碼，有一定的位數，並分為若干段，各段編碼代表不同的含義。
機器字長是指 CPU 一次處理資料的寬度，我們通常所說的 “32位CPU”、“64位CPU” 中的 “32”、“64” 就是機器字長。機器字長主要由運算器、暫存器決定，通常暫存器長度等於機器字長。如32位處理器，每個暫存器能儲存 32bit 資料。
我們現在常用的編寫程式碼的計算機語言很多，比如java、c++等等，它們都需要透過一個“編譯器”將採用java等語言編寫的程式翻譯成機器語言後，才能被CPU識別。之前在講英特爾CPU發家史的時候提到過，比爾蓋茨最早就寫了一個BASIC編譯器來賣，它就能將BASIC語言編譯的程式碼翻譯成機器語言。
這些被翻譯後的程式語言指令集與CPU的指令集也並不是完全一一對應的，CPU的指令集是核心指令集，這些程式還會被細拆成若干核心指令，然後再透過CPU來執行。
複雜指令集誕生於60年代，那個時期的計算機運算速度顯然不夠快、儲存容量顯然也非常的小。而程式不但會佔用記憶體容量，而且CPU在執行任務的時候每次還需要去訪問主存，這就會導致很多的“取指令時間”，執行效率自然就降低。
為了提高計算機的執行速度和執行效率，人們就開始琢磨是不是能把原本軟體常用的功能改為用CPU的指令集完成。
這裡說一下，為什麼用CPU的指令集來執行功能比用軟體更快。
首先，就是上面我們說的，CPU的指令集用的就是機器碼，這裡不需要“翻譯”這個過程，自然能快不少。
第二，就要說到暫存器了。暫存器是CPU的核心之一，它有兩項工作。一是接受控制器的指令，將命令傳達給運算器；二是幫助運算器記錄已經處理或者將要處理的資料。
指令集在暫存器中操作，主頻和CPU是相同的，那就相當於是CPU內部自己操作啊，自然會更快。暫存器的硬體構造通常有兩種，一種是採用觸發器，最小儲存單元由16個電晶體組成；另一種是採用SRAM，最小儲存單元由6個電晶體組成。
無論哪一種硬體構成，都比由一個電容和一個電晶體組成最小單元的DRAM記憶體要快。有人可能就要問，既然觸發器和SRAM更快，為什麼記憶體不用這兩個來做。主要原因當然是成本、面積和功耗。組成的電晶體多，自然在同等容量下更貴、面積更大、功耗更大。
計算機發展早期，人們為了讓計算機更快，就不得不將越來愈多的軟體指令改成CPU指令集，於是，逐漸形成了“複雜指令集”。
但也正是因為複雜的指令集越來越多，用機器碼寫起來實在是太費勁了。而且由於其複雜度高，編譯器在將高階程式語言翻譯成機器語言的時候也更費勁了，不僅費勁還容易出錯。
於是，CPU上發展出了“微程式”，它是由簡單的指令組成的，類似程式設計語言結構的複雜指令。這些微程式
減少了程式設計語言和機器語言之間的語義差別，從而簡化了編譯器的結構。所以，對於有微程式結構的CPU來說，CPU執行的是微程式。
採用微程式，CPU指令集就可以新增更多的指令，不過就是多搞一些微程式而已。
每新出一代CPU，就會有自己新的指令集。但新的CPU不能跑不了之前的軟體啊，所以舊的CPU中的指令集必須在新CPU中繼續保留，這就讓複雜指令集越來越複雜，這樣，才能保證整個系統的相容性。
一開始CPU處理器都是CISC複雜指令集架構，但隨著時間推移，越來越多的指令加入，指令集越搞越複雜。複雜指令集的三個明顯缺陷開始暴露了：
第一、設計實在太複雜了，什麼指令集都需要硬體來實現，這就要求硬體越來越高的整合度。
第二、每個指令的執行時間長短不一，CPU內部很難實現流水作業，如此就算CPU速度提升了但卻避免不了無謂的等待時間。
第三、為了處理複雜指令集，CPU內部需要整合的電晶體越來越多，功耗也是個大問題。
1975年，IBM研究中心的研究員們開始研究複雜指令集的合理性問題，因為人們當時已經不斷髮現，日益複雜的指令集不但實現起來困難，而且還有可能是在降低系統性能。1979年RISC精簡指令集的主張被提出。具體下一章講。
