Register-till-registreringsinstruktioner är snabbare än minne-till-register eller register-till-minnet instruktioner främst på grund av de grundläggande skillnaderna i åtkomsthastigheter mellan register och minne:
* närheten till CPU: Register finns * inuti * CPU. De är en del av CPU:s interna arkitektur, direkt tillgänglig för ALU (aritmetisk logikenhet) och andra bearbetningsenheter. Detta innebär att åtkomst är oerhört snabb, och tar vanligtvis bara en enda klockcykel.
* Minneshierarki: Memory (RAM) är externt för CPU. Åtkomst till minne innebär en mer komplex process:
* Adressöversättning: CPU måste översätta minnesadressen till en fysisk adress.
* Cache Access: CPU kontrollerar först sin cache (L1, L2, L3 -cachar) för att se om data redan finns. Om det inte är, krävs en långsammare tillgång till huvudminnet.
* Minnesåtkomst: Att komma åt huvudminnet innebär att skicka signaler över systembussen till RAM -chips, väntar på att data ska hämtas och sedan skicka tillbaka den till CPU. Denna process är betydligt långsammare än åtkomst till register.
* buss stridighet: Flera enheter kan tävla om åtkomst till systembussen, vilket ytterligare försenar minnesåtkomst.
Sammanfattningsvis:Register-till-registeroperationer förbigår alla komplexiteter och förseningar som är förknippade med åtkomst till huvudminnet. Uppgifterna är redan "till hands" inom CPU, vilket möjliggör mycket snabbare exekvering. Skillnaden i hastighet kan vara storleksordningar; Minnesåtkomst kan ta tiotals eller till och med hundratals klockcykler, jämfört med en enda cykel för registeroperationer. Detta är en grundläggande begränsning av datorarkitektur.
