레지스터 메모리는 컴퓨터에서 가장 작고 가장 빠른 메모리입니다. 이는 주 메모리의 일부가 아니며 가장 작은 데이터 보유 요소인 레지스터 형태로 CPU에 위치합니다. 레지스터는 자주 사용되는 데이터, 명령어, CPU에서 사용할 메모리 주소를 임시로 보관합니다. 현재 CPU에서 처리되는 명령을 보유합니다. 모든 데이터는 처리되기 전에 레지스터를 통과해야 합니다. 따라서 CPU는 사용자가 입력한 데이터를 처리하는 데 사용됩니다.
레지스터는 32비트에서 64비트 정도의 소량의 데이터를 보유합니다. CPU의 속도는 CPU에 내장된 레지스터의 수와 크기(비트 수)에 따라 달라집니다. 레지스터는 용도에 따라 다양한 유형이 될 수 있습니다. 널리 사용되는 레지스터에는 누산기(AC), 데이터 레지스터(DR), 주소 레지스터(AR), 프로그램 카운터(PC), I/O 주소 레지스터 등이 포함됩니다.
레지스터 메모리의 아키텍처
- 이 아키텍처는 명령어에 의해 구동되며 이를 통해 레지스터와 메모리에서 작업이 수행됩니다. 모든 피연산자가 레지스터에 포함되어 있는 경우 이 아키텍처를 레지스터 플러스 메모리 아키텍처라고 합니다.
- 연산에는 두 개의 피연산자가 있을 수 있습니다. 그 중 하나는 메모리에 있고 다른 하나는 레지스터에 있을 수 있습니다. 반면에 연산의 두 피연산자는 모두 레지스터 또는 메모리에 있으므로 다른 아키텍처와 구별됩니다.
- 이 메모리의 예로는 Intel x86 및 IBM System/360이 있습니다.
- CPU의 레지스터 수는 적고 크기도 작습니다. 크기가 64비트보다 작습니다. 디스크 메모리와 기본 메모리에 비해 속도가 빠릅니다. 범용 레지스터의 크기는 워드 크기에 영향을 미칩니다.
- 컴퓨터는 등록 번호와 등록 주소에 대한 지침을 제공합니다. 다양한 레지스터 식별자에는 R0, R1, R7, SP 및 PC가 포함됩니다. 레지스터는 프로그램과 시스템의 데이터 저장소 사이의 연결 지점 역할을 합니다.
컴퓨터 레지스터의 유형 및 기능:
가져오기, 디코딩 및 실행 작업은 컴퓨터 레지스터가 수행하는 세 가지 중요한 역할입니다. 레지스터는 사용자가 제공한 데이터 명령을 지정된 위치에 수집하고 저장합니다. 사용자에게 원하는 출력을 제공하기 위해 지침이 해독되고 처리됩니다. 사용자가 예상한 대로 결과를 받고 이해할 수 있도록 하려면 정보를 철저하게 소화해야 합니다. 레지스터는 작업을 이해하고 이를 컴퓨터 메모리에 저장합니다. 사용자의 요청에 따라 동일한 정보가 제공됩니다. 처리는 사용자 요구 사항에 따라 수행됩니다. 컴퓨터 시스템은 다양한 레지스터를 사용하여 데이터를 저장하고 메모리 사용량을 줄입니다. CPU가 사용하는 모든 레지스터에는 고유한 기능이 있습니다. 공통 레지스터의 종류는 다음과 같습니다.
레지스터 메모리의 사용
- CPU는 필요할 때마다 레지스터에서 자주 사용되는 데이터, 명령어, 주소 및 위치에 모두 액세스할 수 있습니다. 레지스터에는 CPU가 처리할 명령이 저장됩니다. 처리하기 전에 모든 데이터는 레지스터를 통과해야 합니다. 그러므로 우리는 사용자가 레지스터에 데이터를 입력하여 CPU에 의해 처리된다는 결론을 내릴 수 있습니다.
- 레지스터는 데이터의 신속한 수용, 저장 및 전송을 허용하며 모든 종류의 레지스터는 CPU에 필요한 정확한 작업을 수행하는 데 사용됩니다. CPU가 레지스터를 임시 메모리와 데이터 버퍼로 보유하므로 사용자는 레지스터에 대해 잘 알 필요가 없습니다.
- 레지스터는 프로세서가 필요할 때마다 액세스할 수 있도록 주 메모리에서 데이터를 복사하는 버퍼 역할을 합니다. 데이터는 레지스터에 보관되어 레지스터가 위치와 주소를 인식하고 해당 정보를 사용하여 IP 주소를 결정할 수 있습니다.
- 요구 사항에 따라 기본 레지스터는 컴퓨터 연산이나 피연산자를 수정할 수 있으며 컴퓨터 시스템 명령어에서는 주소 부분이 레지스터에 추가될 수 있습니다.
각 CPU에는 레지스터에 몇 바이트가 할당되어 있습니다. 레지스터에는 빠른 메모리와 시스템 작업에 대한 지침이 포함되어 있습니다. 컴파일러는 RAM이 아닌 레지스터에 임시 데이터를 저장하므로 이를 통해 프로그램은 시스템에서보다 더 빠르게 실행됩니다.
왜 레지스터 메모리가 필요한가요?
CPU 레지스터는 명령을 신속하게 처리하는 데 매우 유용합니다. 이는 컴퓨터 메모리 계층 구조의 최상위에 있으며 다른 컴퓨터 메모리에 비해 훨씬 빠릅니다. 레지스터, 주소, 명령어를 포함한 모든 유형의 작은 데이터를 여기에 저장할 수 있습니다. 이러한 레지스터를 사용하면 CPU가 효과적이고 의미 있게 작동할 수 있습니다.
캐시 메모리와 레지스터의 차이점
둘 다 일반적으로 데이터를 저장하지만 캐시 메모리와 레지스터는 서로 크게 다릅니다. 장치에서 자주 사용하는 모든 데이터와 명령어는 캐시 메모리에 저장됩니다. 결과적으로 컴퓨터의 전반적인 성능과 작동도 가속화됩니다. 반면에 레지스터는 컴퓨터 명령이나 특정 데이터의 위치와 같은 단일 정보 항목만 저장합니다.
레지스터와 캐시 메모리의 차이점을 살펴보겠습니다. 아래에는 이 주제를 더욱 명확하고 이해하기 쉽게 만들기 위해 고유한 특성을 기준으로 두 용어를 비교하는 표가 나와 있습니다.
| 매개변수 | 캐시 메모리 | 등록하다 |
|---|---|---|
| 정의 | 컴퓨터 시스템에서 캐시는 메모리에서 가장 작고 가장 빠른 부분입니다. | 컴퓨터 CPU의 작은 부분을 구성하는 레지스터는 빠른 저장 구성 요소입니다. |
| 저장된 데이터 | 컴퓨터의 캐시에는 최근에 사용한 정보와 데이터가 저장됩니다. | 레지스터는 컴퓨터의 CPU가 현재 처리 중인 데이터를 저장하는 역할을 합니다. |
| CPU에서 사용 | CPU는 이전에 저장된 데이터를 찾기 위해 캐시 메모리를 사용합니다. | 레지스터는 CPU에서 새로운 모든 데이터와 정보를 처리하는 데 사용됩니다. |
| 위치 | 컴퓨터의 캐시는 CPU 내부나 시스템 마더보드에서 찾을 수 있습니다. | 레지스터는 컴퓨터 장치의 CPU 구성 요소입니다. |
| 데이터 처리 | 정보를 처리된 상태로 유지합니다. | 정보를 처리되지 않은 상태로 유지합니다. |
| CPU 메모리 액세스 속도 | 레지스터 메모리에 비해 시스템의 CPU는 캐시 메모리에 훨씬 더 빠르게 액세스할 수 있습니다. | CPU는 레지스터 작업을 하는 동안 단일 클록 주기 동안 레지스터 내용에 대해 수많은 작업을 수행할 수 있습니다. |
| 예 | 캐시 메모리의 예로는 데이터베이스 쿼리 캐시, 동적 페이지 캐시 등이 있습니다. | 레지스터의 인스턴스는 루프입니다. |