暫存器（register）

暫存器是一小組正反器，合在一起儲存一個多位元的值——一個完整的數，而不是單一位元。如果一個正反器記住一個位元，那麼 32 個共用一個時脈的正反器就記住一個 32 位元的數，全部在每個時脈邊緣一起被捕捉和更新。暫存器是處理器的便箋簿：一個極小、極快的暫放處，存放機器此刻正在處理的值，就像你擺在桌上、而非歸檔進櫃子的那幾樣東西。

具體來說，一個 n 位元暫存器是 n 個 D 正反器接到共同的時脈；在時脈邊緣，它們一次全部載入各自的輸入位元，在邊緣之間則把儲存的值穩穩握住，供電路其餘部分讀取。裸暫存器每個週期都載入新資料；更實用的版本有一個載入致能訊號，使它只在被命令時才更新，通常的做法是在每個正反器前面放一個 2 選 1 多工器，在「新資料」和「保持現值」之間選擇。各種變體再加上巧思：移位暫存器每個時脈把它的位元滑動一個位置（對序列資料或乘法很方便），而計數器則是把暫存器接過一個加法器，使它每跳動就把自己加一。

它為何重要：暫存器是整個記憶體階層裡最快的儲存，就坐落在運算發生的資料路徑內部，相較於快取或主記憶體，其存取延遲實際上是零。它們握住一條指令即將用到的運算元，以及它剛產生的結果。程式設計師看到的架構暫存器（指令集讓你定址的具名物件）就是由這些硬體暫存器實現的，通常聚成一個暫存器檔。不過這個詞要小心：硬體裡的「暫存器」指的是這個正反器叢集，它與記憶體位址或快取列有關，但並不相同。