Anweisungen für Register-Register sind schneller als Speicher-Register- oder Register-zu-Memory-Anweisungen vor allem aufgrund der grundlegenden Unterschiede bei den Zugriffsgeschwindigkeiten zwischen Registern und Speicher:

* Nähe zur CPU: Register befinden sich * im Inneren * in der CPU. Sie sind Teil der internen Architektur der CPU, die von der ALU (Arithmetic Logic Unit) und anderen Verarbeitungseinheiten direkt zugänglich sind. Dies bedeutet, dass der Zugriff unglaublich schnell ist und in der Regel nur einen einzelnen Taktzyklus einnimmt.

* Speicherhierarchie: Speicher (RAM) ist extern zur CPU. Der Zugriff auf Speicher beinhaltet einen komplexeren Prozess:

* Adressübersetzung: Die CPU muss die Speicheradresse in eine physische Adresse umsetzen.

* Cache -Zugriff: Die CPU überprüft zunächst den Cache (L1, L2, L3 Caches), um festzustellen, ob die Daten bereits vorhanden sind. Wenn dies nicht der Fall ist, ist ein langsamerer Zugriff auf den Hauptspeicher erforderlich.

* Speicherzugriff: Durch den Zugriff auf den Hauptspeicher wird das Senden von Signalen über den Systembus an die RAM -Chips, Warten auf die Daten warten und dann an die CPU zurückgesendet. Dieser Prozess ist deutlich langsamer als der Zugriff auf Register.

* Buskontention: Mehrere Geräte konkurrieren möglicherweise um den Zugriff auf den Systembus und verzögern den Speicherzugriff weiter.

Zusammenfassend:Register-zu-Register-Operationen umgehen alle Komplexitäten und Verzögerungen, die mit dem Zugriff auf den Hauptspeicher verbunden sind. Die Daten sind in der CPU bereits "zur Hand", was eine viel schnellere Ausführung ermöglicht. Der Geschwindigkeitsunterschied kann Größenordnungen sein; Speicherzugriffe können im Vergleich zu einem einzelnen Zyklus für Registervorgänge Zehn- oder sogar Hunderte von Taktzyklen einnehmen. Dies ist eine grundlegende Einschränkung der Computerarchitektur.