Register sind keine * Komponente * des Gedächtnisses in dem Sinne, dass RAM oder ROM sind. Stattdessen sind sie ein * Typ * Speicher, aber ein drastisch anderer direkter * auf * auf der CPU. Dieser entscheidende Unterschied ist der Schlüssel zu ihrem Leistungsbeitrag.
Register tragen in mehrfacher Hinsicht zur Leistung des Computersystems bei:
* extrem schneller Zugriff: Register bieten die schnellsten Speicherzugriffsgeschwindigkeiten, die in einem Computersystem verfügbar sind. Sie sind direkt in den CPU -Würfel integriert, was bedeutet, dass das Abrufen und Modifikationen von Daten nur wenige Taktzyklen dauert. Dies sind Größenordnungen schneller als der Zugriff auf RAM.
* Direkte CPU -Manipulation: Register sind von der CPU direkt zugänglich, ohne dass zwischenmediaren Schritten wie der Zugriff auf den Speicherbus durchgeführt werden muss. Dies beseitigt erhebliche Latenz.
* Anweisungsbearbeitung: Register sind der primäre Arbeitsbereich für die CPU. Die Anweisungen holen Operationen aus Registern, führen Berechnungen durch und speichern die Ergebnisse in Register zurück, bevor Daten bei Bedarf in langsamere Speicherkomponenten verschoben werden. Dies macht die Anweisungsausführung erheblich schneller.
* Speicherzugriffsgpässe reduziert: Durch die häufig verwendeten Daten in Registern vermeidet die CPU den ständigen Zugriff auf einen langsameren RAM. Dies minimiert Speicherzugriffsgpässen, ein gemeinsamer Leistungsbegrenzer in vielen Computersystemen. Dies ist besonders für Schleifen -Iterationen oder komplexe Berechnungen von entscheidender Bedeutung, bei denen dieselben Daten wiederholt wiederverwendet werden.
* Verbesserte Anweisungen Pipelining: Moderne CPUs verwenden Pipelining, um mehrere Anweisungen gleichzeitig auszuführen. Daten, die in Registern leicht verfügbar sind, erleichtert diese Pipelination und erhöht den Gesamtanweisungsdurchsatz.
* Compiler -Optimierungen: Compiler verwenden Registerallokationalgorithmen, um häufig verwendete Variablen strategisch in Register einzubeziehen und die Leistung von Programmen weiter zu optimieren.
Im Wesentlichen fungieren Register als superschneller Cache innerhalb der CPU und beschleunigt die Verarbeitung von Daten dramatisch, indem die Zeit minimiert wird, die das Abrufen und Speichern von Informationen minimiert. Sie sind die Arbeitspferde der CPU, die die Hochgeschwindigkeitsausführung von Anweisungen ermöglichen, die letztendlich die allgemeine Reaktionsfähigkeit und Leistung des gesamten Computersystems bestimmen. Während andere Speicherkomponenten für das Speichern größerer Datenmengen unerlässlich sind, sind Register für die Geschwindigkeit von entscheidender Bedeutung, mit der diese Daten verarbeitet werden.
