Ako prispievajú registre ako kľúčová súčasť pamäte k celkovému počítačovému systému výkonu?

Registre nie sú zložkou * pamäte v tom zmysle, že RAM alebo ROM sú. Namiesto toho sú to * typu * pamäte, ale drasticky odlišný, ktorý sa nachádza priamo * na CPU. Tento zásadný rozdiel je kľúčom k ich prínosu výkonnosti.

Registre prispievajú k celkovému výkonu počítačového systému niekoľkými spôsobmi:

* Extrémne rýchly prístup: Registre ponúkajú najrýchlejšie rýchlosti prístupu k pamäti dostupné v počítačovom systéme. Sú integrované priamo do CPU Die, čo znamená, že získavanie údajov a modifikácia trvá iba niekoľko hodinových cyklov. Toto je rozkazy rýchlejšie ako prístup k RAM.

* Priama manipulácia s procesorom: Registre sú priamo prístupné CPU bez toho, aby museli prejsť akýmikoľvek sprostredkovanými krokmi, ako je prístup k pamäťovej zbernici. To eliminuje významnú latenciu.

* Spracovanie inštrukcií: Registre sú primárnym pracovným priestorom pre CPU. Pokyny načítajte operandy z registrov, vykonajte výpočty a uložte výsledky späť do registrov pred presunutím údajov na pomalšie komponenty pamäte, ak je to potrebné. Vďaka tomu je vykonávanie inštrukcií výrazne rýchlejšie.

* Znížené prekážky prístupu k pamäti: Tým, že CPU uchováva často používané údaje v registroch, sa vyhýba neustálemu prístupu k pomalšiemu RAM. Tým sa minimalizuje prekážky prístupu k pamäti, čo je spoločný obmedzovač výkonu v mnohých počítačových systémoch. Toto je obzvlášť dôležité pre iterácie slučky alebo zložité výpočty, kde sa rovnaké údaje opakovane používajú.

* Vylepšené pokyny Popaľovanie: Moderné CPU používajú potrubie na vykonávanie viacerých pokynov súčasne. Mať údaje ľahko dostupné v registroch uľahčuje toto potrubie, čím sa zvyšuje celková priepustnosť inštrukcií.

* Optimalizácia kompilátora: Kompilátory využívajú algoritmy prideľovania registrov na strategické umiestňovanie často používaných premenných do registrov, čím ďalej optimalizujú výkonnosť programov.

Registre v podstate pôsobia ako super rýchla vyrovnávacia pamäť v rámci CPU, čo dramaticky urýchľuje spracovanie údajov minimalizáciou času stráveného načítaním a ukladaním informácií. Sú to pracovné koní CPU, ktoré umožňujú vysokorýchlostné vykonávanie pokynov, ktoré v konečnom dôsledku určujú celkovú citlivosť a výkon celého počítačového systému. Zatiaľ čo iné komponenty pamäte sú nevyhnutné na ukladanie väčších množstiev údajov, registre sú rozhodujúce pre rýchlosť, akou sa tieto údaje spracúvajú.

• Predchádzajúca strana: Je CPU priamo adresovateľný v pamäti? 
• Ďalšia strana: Aká je rýchlosť procesorových hodín v najnovších počítačových modeloch?