¿Qué es un registro de procesador?

Significado | Concepto | Definición:

El acceso más rápido a la memoria almacenable en una unidad de procesamiento de computadora ( CPU ) es un registro de procesador. Las arquitecturas informáticas diseñan la capacidad de memoria de registro del procesador en una memoria caché de la CPU de modo que los valores a los que acceden los procesos informáticos de forma regular se pueden almacenar allí. Los procesos pueden acceder y ejecutarse rápidamente en función de esos valores almacenados. Dado que los registros del procesador se almacenan en la CPU, se considera que son la parte superior de la jerarquía de memoria de almacenamiento y la asignación generalmente está determinada por variables. Una vez que se procesan los datos, se restauran a la caché, la memoria de acceso aleatorio (RAM) o el almacenamiento en el disco duro.

Una unidad central de procesamiento.

Los procesadores informáticos tienen registros de diversa índole, según instrucciones o pruebas que operan sobre ellos o su contenido específico. Los registros de datos, direcciones y de propósito general contienen valores matemáticos y direcciones para el almacenamiento en memoria. Hay registros condicionales con valores de verdad para instrucciones de operación lógica, registros constantes con valores de solo lectura como pi y cero, y registros de propósito especial que mantienen un contador de programa., un registro de estado y punteros de pila para el uso de memoria de pila. Los registros de control contienen instrucciones de un conjunto de instrucciones integrado en la arquitectura de la CPU; y hay varios que se obtienen de la RAM y los circuitos de la CPU que acceden a búferes de memoria, datos de memoria, rangos de tipos de memoria y direcciones. Las variables no asignadas a un registro de procesador se almacenan en la RAM y se cargan dentro y fuera de las operaciones de lectura y escritura, sin embargo, estas tienen un procesamiento más lento.

Conociendo la diferencia de velocidad entre el procesamiento en los registros y la RAM, los desarrolladores de programas de computadora compiladores generalmente diseñan sus programas para operar tanto como sea posible en el almacenamiento de registros del procesador para la operación de funciones rápidamente. Para los programas de compilación justo a tiempo, una técnica de asignación de registros conocida como asignación de exploración lineal rastrea las operaciones de registro y libera rápidamente la capacidad de cálculo de registros para el programa. Las técnicas de asignación de registros intentan obtener tantas variables del programa asignadas a los registros y en un flujo de operación que maximiza el menor número de registros para una compilación rápida.

Como muchos registros de procesador son para el almacenamiento temporal de variables y conjuntos de instrucciones, todas las operaciones para uso del programa pueden almacenarse para su manipulación por parte de la CPU. En funcionamiento, una CPU buscará primero en el caché de registros de la CPU una copia de los datos que se procesarán en operaciones de lectura, escritura o movimiento, antes de buscar en la RAM y el almacenamiento secundario en los discos duros. A partir de 2011, la mayoría de las CPU mantienen tres cachés individuales. Los cachés de instrucciones se ocupan de la ejecución de búsquedas por instrucción, un búfer similar a la traducción acelera las traducciones de direcciones para direcciones virtuales a físicas, y un caché de datos contiene un almacenamiento jerárquico multinivel de datos para ser manipulados por un conjunto de instrucciones de registro de procesador.