RV32A 有两种类型的原子操作：
- 内存原子操作（AMO）
- 加载保留/条件存储（load reserved / store conditional）
原子操作
AMO 指令对内存中的操作数执行一个原子操作，并将目标寄存器设置为操作前的内存值。原子表示内存读写之间的过程不会被打断，内存值也不会被其它处理器修改。
加载保留和条件存储保证了它们两条指令之间的操作的原子性。
- 加载保留读取一个内存字，存入目标寄存器中，并留下这个字的保留记录。
- 而如果条件存储的目标地址上存在保留记录，它就把字存入这个地址。
- 如果存入成功，它向目标寄存器中写入 0；
- 否则写入一个非 0 的错误代码。
为什么 RV32A 要提供两种原子操作呢？因为实际中存在两种不同的使用场景。 编程语言的开发者会假定体系结构提供了原子的比较-交换（compare-and-swap）操作： 比较一个寄存器中的值和另一个寄存器中的内存地址指向的值，如果它们相等，将第三个寄存器中的值和内存中的值进行交换。这是一条通用的同步原语，其它的同步操作可以以它为基础来完成 [Herlihy 1991]。 尽管将这样一条指令加入 ISA 看起来十分有必要，它在一条指令中却需要 3 个源寄存器和 1 个目标寄存器。源操作数从两个增加到三个，会使得整数数据通路、控制逻辑和指令格式都变得复杂许多。（RV32FD 的多路加法（multiply-add）指令有三个源操作数，但它影响的是浮点数据通路，而不是整数数据通路。）
不过，加载保留和条件存储只需要两个源寄存器，用它们可以实现原子的比较交换（见图 6.3 的上半部分）：
另外还提供 AMO 指令的原因是，它们在多处理器系统中拥有比加载保留/条件存储更好的可扩展性，例如可以用它们来实现高效的归约。AMO 指令在于 I/O 设备通信时也很有用，可以实现总线事务的原子读写。这种原子性可以简化设备驱动，并提高 I/O 性能。图 6.3 的下半部分展示了如何使用原子交换实现临界区。
内存一致性模型
RISC-V 具有宽松的内存一致性模型（relaxed memory consistency model），因此其他线程看到的内存访问可以是乱序的。
图 6.2 中，所有的 RV32A 指令都有一个请求位（aq）和一个 释放位（rl）。
- aq 被置位的原子指令保证其它线程在随后的内存访问中看到顺序的 AMO 操作；
- rl 被置位的原子指令保证其它线程在此之前看到顺序的原子操作。
想要了解更详细的有关知识，可以查看
[Adve and Gharachorloo 1996]。
有什么不同之处？ 原始的 MIPS-32 没有同步机制，设计者在后来的 MIPS ISA 中加入了加载保留/条件存储指令。