Dele af en mikroprocessor

En mikroprocessor, eller central processing unit (CPU), er en intern hardwarekomponent, der udfører de matematiske beregninger, der kræves for, at computere kan køre programmer og udføre kommandoer. Processorer er normalt lavet af siliciummateriale, der indeholder bittesmå elektriske komponenter indlejret på overfladen. Typiske computerprogrammer, der skal behandles af CPU'er, omfatter internetbrowsere, spil og videoredigeringssoftware.

Aritmetiske logiske enheder (ALU'er) i mikroprocessorer giver computere mulighed for at addere, subtrahere, multiplicere, dividere og udføre andre logiske operationer ved høje hastigheder. Takket være avancerede ALU'er er moderne mikroprocessorer og GPU'er (grafikbehandlingsenheder) i stand til at udføre meget komplicerede operationer på store floating-point-tal.

Cachehukommelse er et område på CPU'en, hvor kopier af almindelige instruktioner, der kræves for at udføre funktioner og køre programmer, gemmes midlertidigt. Da processoren har sin egen mindre, hurtigere cachehukommelse, kan den behandle data hurtigere end at læse og skrive til hovedsystemets hukommelse. Typer af mikroprocessorhukommelse inkluderer ROM (skrivebeskyttet) og RAM (tilfældig adgang).

Grundlæggende er transistorer halvlederenheder, der bruges til at skifte elektroniske signaler. I mikroprocessorer betyder et højere antal transistorer en bedre ydende CPU. For eksempel har Intel Pentium 4-processorer omkring 40 til 50 millioner transistorer, mens ældre Pentium 3 CPU'er har 9,5 millioner. Flere transistorer giver mulighed for pipelining og multiple instruktioner dekodere, som gør det muligt at fuldføre flere processer under hver clock-cyklus.

Styresignaler er elektroniske signaler, der styrer de processorkomponenter, der bruges til at udføre en operation eller udføre en instruktion. Et element kaldet en "sequencer" sender styresignaler for at fortælle den specifikke enhed, hvad den skal gøre næste gang. For eksempel kan et læse- eller skrivesignal sendes til cache-hukommelsen, så den ved, at processoren gør sig klar til at læse eller skrive data ind i processorhukommelsen.

Gruppen af ​​instruktioner en processor kan udføre kaldes dens "instruktionssæt". Instruktionssættet bestemmer ting såsom typen af ​​programmer en CPU kan arbejde med. Registre er små hukommelsessteder, der også indeholder instruktioner. I modsætning til almindelige hukommelsessteder henvises registre til med et navn i stedet for et nummer. For eksempel indeholder IP'en (instruktionsmarkøren) placeringen af ​​den næste instruktion, og "akkumulatoren" er der, hvor processoren gemmer den næste værdi, den planlægger at arbejde på.