기억장치가 있는데 CPU안에 레지스터가 왜 필요한가요?

CPU는 굉장히 빠른 속도로 연산을 처리하는데, 이를 위해 데이터의 빠른 교환이 필요합니다.

예를 들어 사탕을 1초에 100개 생산하는 기계가 있다고 가정합시다. 만약 이 기계에 초당 100개의 재료를 공급하지 못한다면, 재료가 공급될 때까지 대기해야 하므로 최대의 생산효율을 달성할 수 없습니다. 또한 완성된 사탕을 초당 100개씩 가져가지 못한다면, 결국 기계 앞에 사탕이 쌓여서 생산을 중단해야 하는 상황을 맞게 됩니다.

이와 마찬가지로 CPU도 필요한 데이터를 빠르게 공급하고, 반출할 수 있어야 자신의 효율을 제대로 발휘할 수 있습니다. 그런데 CPU의 연산속도가 기억장치와의 데이터 교환속도보다 압도적으로 빠르기 때문에, 기억장치만을 사용하면 병목현상이 발생합니다. 따라서 CPU는 교환속도를 획기적으로 단축하기 위해 레지스터와 캐시라는 저장장치를 내부에 갖고 있습니다.