許多程序的變量比計算機的寄存器要多。因此，編譯器試圖在寄存器中保留最常用的變量，並將其餘的變量保存在內存中，使用負載和存儲來在寄存器和內存之間移動變量。將較少使用的變量（或稍後需要的變量）放入內存的過程稱為溢出寄存器。
與大小和速度相關的硬件原則表明，內存必須比寄存器慢，因為寄存器的數量更少。這個建議確實是這樣的;如果數據是在寄存器而不是內存中，那麼數據訪問就會更快。
此外，數據在註冊時更有用。RISC-V算術指令可以讀取兩個寄存器，對它們進行操作，並寫出結果。RISC-V數據傳輸指令只讀取一個操作數或寫一個操作數，而不需要操作它。
因此，寄存器的訪問時間比內存少，並且具有比內存更高的吞吐量，使寄存器中的數據更快地訪問和更易於使用。訪問寄存器也比訪問內存消耗更少的能量。為了達到最高的性能和節約能源，一個指令集架構必須有足夠的寄存器，並且編譯器必須使用有效註冊的方式。
讓我們把寄存器和內存的能量和性能放到一個透視圖中。假設64位數據，寄存器的速度大約是2015年的200倍（0。25比50納秒），比DRAM的能量效率高1萬倍（0.1比1000 picoj）。這些巨大的差異導致了緩存，這降低了進入內存的性能和能量損失。
考慮到寄存器的重要性，它的增長速度是多少，隨著時間的推移，芯片中的寄存器數量？
1．非常快：它們的增長速度和摩爾定律一樣快，該定律預測每18個月就會將芯片上的晶體管數量增加一倍。
2．非常慢：由於程序通常以計算機的語言分佈，所以指令集體系結構中存在惰性，因此寄存器的數量只會隨著新指令集變得可行而增加。
使用Load和Store示例編譯：
假設變量h與寄存器x2i相關聯，而數組A的基址是在x22中。下面的C分配語句的RISC-V彙編代碼是什麼？
回答：
儘管在C語句中有一個單一的操作，但是現在有兩個操作數在內存中，所以我們需要更多的RISC-V指令。前兩個指令與前面的示例相同，只是這次我們使用適當的偏移量來在荷載寄存器指令中選擇一個8，而add指令在x9中放置總和：
Id x9、64（x22）//臨時reg x9獲得8
添加x9、x21、x9//臨時reg x9獲得h+8
最後的指令把總和存儲為12，使用96（8<12）作為偏移量，並將x22註冊為基本寄存器。
sdx9，96（x22）//存儲h+A 8回到12。
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