Parti di un microprocessore

Un microprocessore, o unità di elaborazione centrale (CPU), è un componente hardware interno che esegue i calcoli matematici necessari ai computer per eseguire programmi ed eseguire comandi. I processori sono generalmente realizzati in materiale di silicio che contiene minuscoli componenti elettrici incorporati sulla superficie. I tipici programmi per computer che devono essere elaborati dalle CPU includono browser Internet, giochi e software di editing video.

Le unità logiche aritmetiche (ALU) nei microprocessori consentono ai computer di aggiungere, sottrarre, moltiplicare, dividere ed eseguire altre operazioni logiche ad alta velocità. Grazie ad ALU avanzate, i moderni microprocessori e GPU (unità di elaborazione grafica) sono in grado di eseguire operazioni molto complicate su grandi numeri in virgola mobile.

La memoria cache è un'area della CPU in cui vengono archiviate temporaneamente le copie delle istruzioni comuni necessarie per eseguire funzioni ed eseguire programmi. Poiché il processore dispone di una memoria cache più piccola e più veloce, può elaborare i dati più rapidamente rispetto alla lettura e alla scrittura nella memoria di sistema principale. I tipi di memoria del microprocessore includono ROM (sola lettura) e RAM (accesso casuale).

Fondamentalmente, i transistor sono dispositivi a semiconduttore utilizzati per commutare segnali elettronici. Nei microprocessori, un numero maggiore di transistor significa una CPU più performante. Ad esempio, i processori Intel Pentium 4 hanno da 40 a 50 milioni di transistor, mentre le vecchie CPU Pentium 3 ne hanno 9,5 milioni. Più transistor consentono il pipelining e decodificatori di istruzioni multiple, che consentono di completare diversi processi durante ogni ciclo di clock.

I segnali di controllo sono segnali elettronici che controllano i componenti del processore utilizzati per eseguire un'operazione o eseguire un'istruzione. Un elemento chiamato "sequencer" invia segnali di controllo per dire all'unità specifica cosa deve fare dopo. Ad esempio, un segnale di lettura o scrittura può essere inviato alla memoria cache per informarla che il processore si sta preparando a leggere o scrivere dati nella memoria del processore.

Il gruppo di istruzioni che un processore può eseguire è chiamato "set di istruzioni". Il set di istruzioni determina cose come il tipo di programmi con cui una CPU può lavorare. I registri sono piccole locazioni di memoria che contengono anche istruzioni. A differenza delle normali locazioni di memoria, i registri sono indicati con un nome invece che con un numero. Ad esempio, l'IP (puntatore di istruzione) contiene la posizione dell'istruzione successiva e l'"accumulatore" è il punto in cui il processore memorizza il valore successivo su cui intende lavorare.