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许多程序的变量比计算机的寄存器要多。因此，编译器试图在寄存器中保留最常用的变量，并将其余的变量保存在内存中，使用负载和存储来在寄存器和内存之间移动变量。将较少使用的变量(或稍后需要的变量)放入内存的过程称为溢出寄存器。

与大小和速度相关的硬件原则表明，内存必须比寄存器慢，因为寄存器的数量更少。这个建议确实是这样的;如果数据是在寄存器而不是内存中，那么数据访问就会更快。

此外，数据在注册时更有用。RISC-V算术指令可以读取两个寄存器，对它们进行操作，并写出结果。RISC-V数据传输指令只读取一个操作数或写一个操作数，而不需要操作它。

因此，寄存器的访问时间比内存少，并且具有比内存更高的吞吐量，使寄存器中的数据更快地访问和更易于使用。访问寄存器也比访问内存消耗更少的能量。为了达到最高的性能和节约能源，一个指令集架构必须有足够的寄存器，并且编译器必须使用有效注册的方式。

让我们把寄存器和内存的能量和性能放到一个透视图中。假设64位数据，寄存器的速度大约是2015年的200倍(0。25比50纳秒)，比DRAM的能量效率高1万倍(0.1比1000 picoj)。这些巨大的差异导致了缓存，这降低了进入内存的性能和能量损失。

考虑到寄存器的重要性，它的增长速度是多少，随着时间的推移，芯片中的寄存器数量？

1．非常快：它们的增长速度和摩尔定律一样快，该定律预测每18个月就会将芯片上的晶体管数量增加一倍。

2．非常慢：由于程序通常以计算机的语言分布，所以指令集体系结构中存在惰性，因此寄存器的数量只会随着新指令集变得可行而增加。

使用Load和Store示例编译：

假设变量h与寄存器x2i相关联，而数组A的基址是在x22中。下面的C分配语句的RISC-V汇编代码是什么？

回答：

尽管在C语句中有一个单一的操作，但是现在有两个操作数在内存中，所以我们需要更多的RISC-V指令。前两个指令与前面的示例相同，只是这次我们使用适当的偏移量来在荷载寄存器指令中选择一个8，而add指令在x9中放置总和：

Id x9、64(x22)//临时reg x9获得8

添加x9、x21、x9//临时reg x9获得h+8

最后的指令把总和存储为12，使用96(8<12)作为偏移量，并将x22注册为基本寄存器。

sdx9，96(x22)//存储h+A 8回到12。

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