En registeruppsättning är avgörande i en CPU av flera skäl, alla kokar ner till hastighet och effektivitet:
* Snabb åtkomst: Register är de snabbaste minnesplatserna som är tillgängliga för CPU. Att komma åt data i register är betydligt snabbare än åtkomst till data i RAM (huvudminnet) eller till och med cache. Denna hastighetsskillnad är grundläggande för prestanda för alla CPU.
* Ferna datatillgång: CPU:n måste ständigt komma åt och manipulera data under programutförandet. Att hålla ofta använda data i register minimerar den tid som används för att hämta data från långsammare minnesplatser. Instruktioner fungerar ofta på operander direkt från register.
* minskade minnesåtkomst: Genom att hålla ofta använda data i register kan CPU dramatiskt minska antalet minnesåtkomst. Minnesåtkomst är relativt långsamma jämfört med registeroperationer, vilket skapar en flaskhals om inte hanteras effektivt. Minimering av minnesåtkomst förbättrar direkt prestandan.
* Instruktionsledning och parallellitet: Moderna CPU:er använder pipelining och andra parallella bearbetningstekniker. Register är viktiga för att effektivt hantera flödet av data inom dessa parallella processer. De tillåter olika stadier av rörledningen att komma åt data samtidigt utan strid.
* operand lagring för instruktioner: Många instruktioner kräver att flera operander (dataobjekt) ska fungera. Register tillhandahåller omedelbar lagring för dessa operander, vilket möjliggör snabb instruktionsutförande.
* Programräknare (PC): Programräknaren, ett avgörande register, har adressen till nästa instruktion som ska köras. Effektivt att hantera datorn är avgörande för programutförandeflödet.
* Statusregister: Register spårar också statusen för CPU (t.ex. flaggor som indikerar aritmetiskt överflöde, bärbitar, nollresultat etc.). Denna statusinformation behövs för villkorad förgrening och andra kontrollflödesmekanismer.
Kort sagt, utan ett registeruppsättning skulle CPU tvingas förlita sig starkt på långsammare minnesåtkomst för varje operation, vilket resulterar i dramatiskt långsammare programutförande. Register fungerar som CPU:s höghastighetsskrapa, väsentliga för att uppnå acceptabla prestandanivåer.
