메모리 계층 구조 - 왜 레지스터가 비쌉니까?

Question

내가 이해할 수 :

빠른 액세스 시간>더 비싼

느린 액세스 시간>이하 비싼

나는 또한 레지스터 계층 구조의 맨 위에있는 것을 이해

, 가장 빠른 액세스 시간을가집니다. 조사하는데 어려움을 겪고있는 것은 입니다. 왜이 그렇게 비쌉니까? 필자가 아는 한 레지스터는 말 그대로 ALU에 직접 내장 된 회로입니다. 문자 그대로 CPU (ALU 특히)에 내장되어 있다면 사실 가장 비용이 많이 듭니까?

크기 (레지스터는 가장 작음)입니까?

Answer 1

레지스터는 매우 빠르고 매우 빨라야하며 많은 장소에서 동시에 액세스해야하기 때문에 레지스터가 매우 비쌉니다.

예를 들어 a = a + x; b = b + x; c = c + x; 당신은 모두 같은 레지스터를 읽고 싶어하는 세 가지 명령어가 있습니다. 따라서 레지스터는 단순한 메모리가 아닙니다. 프로세서에 있어야하는 모든 데이터 경로가 있으므로 x를 보유하는 레지스터의 동일한 데이터를 동시에 세 개의 명령으로 보낼 수 있습니다. 그리고 데이터는 많은 곳으로 갈 수 있습니다. 당신이 double a = x라고 쓰면; x가 정수인 경우 레지스터 x를 부동 소수점 장치로 보내는 데이터 경로가 있어야합니다. 또는 벡터 단위로. 등등.

그런 다음 데이터를 저장할 필요가있을뿐만 아니라 데이터를 사용할 수 있는지도 확인해야하는 문제가 있습니다. 만약 당신이 x = y + z; a = a + x; 누군가는 첫 번째 명령이 실행될 때 추가 결과가 저장 될 때까지 현재 x가 유효하지 않은 레지스터를 추적하고 실행중인 두 번째 추가를 중지해야합니다. 그것은 매우 비싸다.

그래서 약간의 메모리를 추가하는 것보다 레지스터를 만드는 것이 훨씬 더 많습니다. 그리고 그 댓가를 지불해야합니다. 레지스터는 프로세서의 속도에 매우 중요하므로 가장 비싸고 가장 빠른 기술로 프로세서를 구축 할 수 있습니다.