Banc de registres register file
L'ensemble des registres du processeur — le stockage le plus rapide de tous, où sont conservées les données que le CPU manipule à l'instant même ; physiquement, une petite mémoire extrêmement rapide dotée de plusieurs ports de lecture et d'écriture, pour que de nombreuses unités d'exécution y accèdent simultanément.
Rôle : les registres forment le sommet de la hiérarchie mémoire (plus rapides que le cache L1) et sont la seule couche sur laquelle l'ALU et les autres unités peuvent opérer directement. Une instruction lit ses opérandes dans le banc de registres et y réécrit son résultat.
Détail clé des CPU modernes : la différence entre les registres architecturaux (les 16 à 32 environ que le jeu d'instructions expose, p. ex. RAX, RBX) et les registres physiques (bien plus nombreux — souvent des centaines — que le matériel possède réellement). Le renommage de registres associe les quelques registres architecturaux aux nombreux registres physiques pour permettre l'exécution dans le désordre sans fausses dépendances. Le nombre de ports de lecture/écriture (combien d'opérandes par cycle) est un compromis de conception coûteux, qui borne la largeur d'émission.