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Pufferspeicher der Prozessoreinheit Was ist das Speicherdatenregister (SDR)?

Das Speicherdatenregister (SDR) ist ein schneller Pufferspeicher der Prozessoreinheit von Computersystemen, die nach der für heutige Rechner üblichen Von-Neumann-Architektur arbeiten. Daten, die aus dem Hauptspeicher geladen oder aus Richtung der Prozessoreinheit in den Hauptspeicher geschrieben werden sollen, landen zunächst im Speicherdatenregister.

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Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
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(Bild: © aga7ta - Fotolia)

Ein alternativer Begriff für Speicherdatenregister (SDR) ist „Speicherpufferregister“ (SPR). Die englischen Bezeichnungen lauten „Memory Data Register“ (MDR) oder „Memory Buffer Register“ (MBR). Es handelt sich um einen schnellen Zwischen- oder Pufferspeicher der Prozessoreinheit eines Von-Neumann-Rechners. Die Von-Neumann-Architektur ist die für heutige Rechner übliche Referenzarchitektur.

Das SDR fungiert als Zwischenspeicher zwischen dem Prozessor und dem Hauptspeicher. Es wird zusammen mit dem Speicheradressregister (SAR) verwendet und nimmt als Pufferspeicher die Daten auf, die zwischen dem Prozessor und dem Hauptspeicher hin und her fließen. Das Speicheradressregister spezifiziert die genaue Speicherlokation der Daten im Hauptspeicher.

Grundlegende Informationen zur Architektur eines Von-Neumann-Rechners

Da das Speicherpufferregister eine wichtige Komponente eines Von-Neumann-Rechners (VNR) ist, zunächst einige Informationen zu diesem Computerreferenzmodell. Es beschreibt die grundlegende, noch immer gültige Arbeitsweise heute üblicher Rechner und wurde vom österreichisch-ungarischen Mathematiker John von Neumann im Jahr 1945 veröffentlicht. Das Referenzmodell wird auch als „Princeton-Architektur“ bezeichnet. Wesentliche Merkmale dieser Architektur sind, dass der Rechner aus mehreren Funktionskomponenten besteht und im Speicher sowohl Programmbefehle als auch Daten abgelegt sind. Die Funktionskomponenten eines Von-Neumann-Rechners sind:

  • das Rechenwerk (ALU – Arithmetic Logic Unit),
  • das Steuerwerk (Control Unit),
  • das Bus-System mit Steuerbus, Adressbus und Datenbus,
  • das Speicherwerk (Arbeitsspeicher – RAM),
  • das Ein- und Ausgabewerk (Input/Output Unit – I/O Unit).

Prinzipielle Funktionsweise des Speicherdatenregisters

Das Speicherdatenregister fungiert als ein Zwei-Wege-Register. Es speichert Daten zwischen, die vom Hauptspeicher Richtung Verarbeitungseinheit und von der Verarbeitungseinheit Richtung Hauptspeicher fließen. Bevor die im Hauptspeicher abgelegten Daten verarbeitet werden können, müssen sie in das Speicherdatenregister geschrieben werden. Welche Daten aus dem Hauptspeicher in den Zwischenspeicher geladen werden sollen, wird über das Speicheradressregister (SAR) bestimmt. In umgekehrter Richtung werden vom Rechenwerk generierte Daten zunächst im SDR zwischengespeichert, bevor sie an der über das Speicheradressregister bestimmten Stelle des Hauptspeichers abgelegt werden.

Das SDR sorgt für eine Entkopplung zwischen Rechenwerk und Speicher und reduziert die vom sogenannten Von-Neumann-Flaschenhals verursachten Performance-Engpässe beispielsweise durch konkurrierende Daten- und Befehlscodezugriffe auf den gemeinsamen Bus.

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