Un registro de procesador es una ubicación de acceso rápido disponible para el procesador de una computadora . Los registros suelen constar de una pequeña cantidad de almacenamiento rápido , aunque algunos registros tienen funciones de hardware específicas y pueden ser de solo lectura o de solo escritura. En la arquitectura de la computadora , los registros generalmente se direccionan mediante mecanismos distintos a la memoria principal , pero en algunos casos se les puede asignar una dirección de memoria, por ejemplo, DEC PDP-10 , ICT 1900 .
Casi todas las computadoras, ya sea con arquitectura de carga / almacenamiento o no, cargan datos de una memoria más grande en registros donde se utilizan para operaciones aritméticas y se manipulan o prueban mediante instrucciones de la máquina . Los datos manipulados a menudo se almacenan nuevamente en la memoria principal, ya sea por la misma instrucción o por una posterior. Los procesadores modernos utilizan RAM estática o dinámica como memoria principal, y generalmente se accede a esta última a través de uno o más niveles de caché .
Los registros del procesador normalmente se encuentran en la parte superior de la jerarquía de memoria y proporcionan la forma más rápida de acceder a los datos. El término normalmente se refiere solo al grupo de registros que se codifican directamente como parte de una instrucción, según lo definido por el conjunto de instrucciones . Sin embargo, las CPU modernas de alto rendimiento a menudo tienen duplicados de estos "registros arquitectónicos" para mejorar el rendimiento mediante el cambio de nombre de registros , lo que permite la ejecución paralela y especulativa . El diseño moderno x86 adquirió estas técnicas alrededor de 1995 con los lanzamientos de Pentium Pro , Cyrix 6x86 , Nx586 y AMD K5 .
Cuando un programa de computadora accede a los mismos datos repetidamente, esto se llama localidad de referencia . Mantener los valores de uso frecuente en los registros puede ser fundamental para el rendimiento de un programa. La asignación de registros la realiza un compilador en la fase de generación de código o manualmente un programador en lenguaje ensamblador .
Los registros se miden normalmente por la cantidad de bits que pueden contener, por ejemplo, un " registro de 8 bits ", un " registro de 32 bits " o un " registro de 64 bits " o incluso más. En algunos conjuntos de instrucciones, los registros pueden operar en varios modos dividiendo su memoria de almacenamiento en memorias más pequeñas (32 bits en cuatro de 8 bits, por ejemplo) en las que se pueden cargar múltiples datos (vector o matriz de datos unidimensional ). y operado al mismo tiempo. Por lo general, se implementa agregando registros adicionales que mapean su memoria en un registro más grande. Los procesadores que tienen la capacidad de ejecutar una sola instrucción en varios datos se denominan procesadores vectoriales .
Un procesador suele contener varios tipos de registros, que pueden clasificarse según su contenido o las instrucciones que operan sobre ellos: