所以我明白了它们是如何连接在一起的。指令存储在寄存器中，EIP/RIP 指向操作这些寄存器（程序代码）的操作码。
但是我无法理解大缓存与可用的有限大小寄存器之间的关系。
答案1
嗯……当您从主内存请求某些内容时，CPU 会首先在缓存中查找。如果它在那里找到它（缓存命中），它就会很快。如果没有找到（缓存未命中），它必须转到较慢的 RAM。然后可能会将其添加到缓存中，在此过程中踢出其他内容，以加快未来的访问速度。
现代 CPU 可以有每个核心的缓存、几个核心之间共享的缓存以及整个 CPU 的缓存。通常，较小、更具体的缓存速度更快 - 但价格昂贵和/或占用太多空间，因此最终会得到多个级别的缓存，每个级别都更慢、更大，以及非常大且非常慢的主 RAM。寄存器是最快的，但它们的空间很小，因此您无法在其中存储那么多东西 - 需要 RAM 和缓存。
这是高层次的观点。从你问题的其余部分来看，可能还不够低层次。
答案2
所以我明白了它们是如何连接在一起的。指令存储在寄存器中
不，指令存储在内存中。
EIP/RIP 指向操作这些寄存器的操作码（程序代码）
EIP/RIP 指向 CPU 将要提取下一条指令的内存位置。检索到指令时，它会加 1 或更多，并且可能会在分支、跳转或中断时完全改变。
操作码是指令的一部分，它实际上告诉 CPU 要做什么。许多指令（并非全部）都包含操作码（再次强调，实际指令或“命令”）和操作码所需的数据（“操作数”）。
一些操作码直接操作寄存器（即 MOV AX，立即数），许多操作码作为副作用间接操作寄存器（大多数数学指令在某些条件下影响 FLAGS），有些操作码除了指令指针之外根本不操作寄存器（不是很多）。
缓存是 CPU 和 RAM 之间的透明层。当执行读取内存的指令时，CPU 首先检查缓存，因为缓存速度更快，并尝试将常用数据加载到缓存中。在汇编语言程序中，您无需使用特殊指令即可实现此操作。
寄存器访问与缓存没有任何关系。寄存器可能参与计算要访问的内存位置的操作，即寄存器可以用作指针和索引（“索引”或“间接”寻址），但也可以直接在汇编语言指令中指定地址（这是“绝对”寻址模式）。现在 x86 CPU 具有透明的“寄存器重命名”功能，用于支持无序执行，但它与片上缓存无关。
在 x86 中，有一些指令可以清除缓存，有些 CPU 允许您将缓存配置为“缓存为 RAM” - CPU 仅使用缓存，根本不使用 RAM。如果需要在 RAM 初始化之前运行代码（例如系统固件或操作系统启动时），或者在不干扰 RAM 的情况下运行代码（例如操作系统崩溃处理程序），则这很有用。