O parte integrantă a oricărui computer este unitatea centrală de procesare. Evoluția electronicii a dus la procesarea modernă a dispozitivelor extrem de complexe. Cu toate acestea, fiecare dintre ele conține părți care au un scop funcțional similar.
Componenta de bază a oricărui procesor este nucleul. Conține toate funcțiile de executare a comenzilor și prelucrarea datelor primite de la RAM. Nucleul procesorului este cea mai complexă componentă, dar structura sa poate fi împărțită în mai multe unități independente, cum ar fi dispozitive de eșantionare și stocare, predicție ramură, decodare și unități de execuție a instrucțiunilor.
Componentele nucleului procesorului, care sunt responsabile pentru ciclul complet de preluare și executare a instrucțiunilor, sunt combinate în conducte pentru a îmbunătăți performanța generală. Procesoarele moderne au de obicei mai multe conducte.
Majoritatea operațiilor de date din procesor sunt efectuate pe unitatea logică aritmetică. Datele în sine (atât inițiale, cât și finale) sunt stocate în blocul de registre. Există registre de uz general concepute în principal pentru operații aritmetice, registre de segmente implicate în adresare, precum și registre speciale care afectează funcționarea procesorului.
Un coprocesor matematic poate fi selectat ca o parte separată a nucleului de calcul al procesorului. Aceasta este o componentă special concepută pentru a accelera procesarea numerelor reale. Coprocesorul a existat inițial ca un modul separat, dar astăzi este integrat omniprezent în nucleu.
O componentă importantă a procesoarelor moderne este unitatea de predicție a ramurilor. Vă permite să începeți decodarea unei secvențe de comenzi pe una dintre conducte chiar înainte ca comanda jump să fie executată pe cealaltă. Introducerea acestei tehnologii a făcut posibilă creșterea semnificativă a performanței.
Aproape toate procesoarele moderne conțin o cantitate de memorie cache. Memoria cache servește la minimizarea numărului de apeluri către RAM, care sunt extrem de lente în comparație cu viteza de procesare din interiorul procesorului. De obicei cache-ul este împărțit în mai multe niveluri. Cache-ul de primul nivel este cel mai rapid, dar și cel mai mic ca dimensiune. Este situat pe același cristal cu nucleul. Memoriile cache de nivel superior conțin mai multe date, dar sunt mai lente.
