涉及内存访问的mov指令是否比寄存器之间的mov更慢

Question

考虑来自L1 Cache的最佳内存访问情况。它通常需要4个cpu周期（从here引用），而寄存器访问需要一个cpu周期。 所以只需比较寄存器之间的mov指令，例如带有内存参与的mov指令的“movl％eax，％ebx”“movl（％eax），％ebx”，对于后者，它总是花费4个左右的时间比前者更多吗？如果是这样，在等待内存数据时CPU会做什么？

Answer 1

注册mov的寄存器需要0.5个时钟（执行mov指令的单元的吞吐量为2个指令/时钟，延迟时间为一个时钟周期）。

在内存获取的情况下，执行获取的微操作已被发送到CPU上的执行单元并等待数据到达。 CPU在此时间间隔内所做的工作取决于正在执行的程序。如果流中有其他指令不依赖于从内存中获取数据，那么它们将并行执行。如果以下每条指令都依赖于这条数据（在指令流的窗口中），则CPU将停止等待数据到达。

如果您对此更详细的工作方式感兴趣，请查看Agner Fog的resources，但特别是他的指导时间实验here。