Bir bilgisayar işlem biriminde (CPU) saklanabilir belleğe en hızlı erişim bir işlemci kaydıdır. Bilgisayar mimarileri tasarım işlemcisi, bellek kapasitesini bir CPU önbelleğine kaydeder, böylece düzenli olarak bilgisayar işlemleriyle erişilen değerlerin orada depolanmasını sağlar. İşlemler, depolanan değerlere bağlı olarak hızlı bir şekilde erişebilir ve yürütebilir. İşlemci kayıtları CPU'da depolandığından, depolama belleği hiyerarşisinin tepesi olarak kabul edilir ve tahsis genellikle değişkenler tarafından belirlenir. Veriler işlendikten sonra önbellek, rasgele erişim belleği (RAM) veya sabit disk deposuna geri yüklenir.
Bilgisayar işlemcileri, üzerinde çalışan talimatlara veya testlere veya belirli içeriklerine göre farklı türlerde kayıtlara sahiptir. Veri, adres ve genel amaçlı kayıtlar, hafıza depolamak için matematiksel değerler ve adresler içerir. Mantıksal işlem talimatları için doğruluk değerlerine sahip koşullu kayıtlar, pi ve sıfır gibi salt okunur değerlere sahip sabit kayıtlar ve bir program sayacı, bir durum kayıt defteri ve yığın bellek kullanımı için yığın işaretçileri tutan özel amaçlı kayıtlar vardır. Kontrol kayıtları CPU mimarisinde yerleşik bir komut setinden talimatlar içerir; RAM belleğinden ve CPU'nun devrelerinden bellek tamponlarına, bellek verisine, bellek tipi aralıklarına ve adreslerine erişen birkaç işlemci vardır. Bir işlemci kaydına atanmamış değişkenler RAM'de saklanır ve okuma ve yazma işlemleri için içeri ve dışarı yüklenir, ancak bunlar daha yavaş işleme sahiptir.
Kayıtlardaki işlem ve RAM arasındaki hız farkını bilen derleyici bilgisayar programlarının geliştiricileri genellikle programlarını, işlemcilerin hızlı bir şekilde çalışması için işlemci kayıt deposunda olabildiğince çalışacak şekilde tasarlarlar. Tam zamanında derleyici programları için, doğrusal tarama tahsisi olarak bilinen bir kayıt tahsisi tekniği, kayıt işlemlerini izler ve kayıt hesaplama gücünü tekrar programa geri gönderir. Kayıt tahsis teknikleri, kayıtlara atanan program değişkenlerinin çoğunu ve hızlı derleme için en küçük kayıt sayısını maksimize eden bir işlem akışında elde etmeye çalışır.
Çoğu işlemci kaydı değişkenlerin ve komut setlerinin geçici olarak depolanması için olduğundan, program kullanımı için tüm işlemler CPU tarafından manipülasyon için saklanabilir. İşlem sırasında bir CPU, RAM ve sabit disklerdeki ikincil depolamaya bakmadan önce, okuma, yazma veya taşıma işlemlerinde işlenecek herhangi bir verinin bir kopyasını almak için ilk olarak kaydedicilerin CPU önbelleğine bakar. 2011 itibariyle, çoğu CPU üç ayrı önbellek saklıyor. Talimat önbellekleri, talimatla yürütme getirileriyle ilgilidir, bir çeviri görünüş tamponu, sanal-fiziksel adresler için adres çevirilerini hızlandırır ve bir veri önbelleği, bir işlemci kayıt komut seti tarafından manipüle edilecek verilerin çok seviyeli bir hiyerarşi depolamasını tutar.
