Onderdelen van een microprocessor

Een microprocessor, of centrale verwerkingseenheid (CPU), is een interne hardwarecomponent die de wiskundige berekeningen uitvoert die computers nodig hebben om programma's uit te voeren en opdrachten uit te voeren. Processors zijn meestal gemaakt van siliconenmateriaal dat kleine elektrische componenten bevat die op het oppervlak zijn ingebed. Typische computerprogramma's die door CPU's moeten worden verwerkt, zijn onder meer internetbrowsers, games en videobewerkingssoftware.

Met rekenkundige logische eenheden (ALU's) in microprocessors kunnen computers met hoge snelheden optellen, aftrekken, vermenigvuldigen, delen en andere logische bewerkingen uitvoeren. Dankzij geavanceerde ALU's zijn moderne microprocessors en GPU's (grafische verwerkingseenheden) in staat om zeer gecompliceerde bewerkingen uit te voeren op grote drijvende-kommagetallen.

Cachegeheugen is een gebied op de CPU waar kopieën van algemene instructies die nodig zijn om functies uit te voeren en programma's uit te voeren tijdelijk worden opgeslagen. Omdat de processor zijn eigen kleinere, snellere cachegeheugen heeft, kan hij gegevens sneller verwerken dan lezen en schrijven naar het hoofdsysteemgeheugen. Typen microprocessorgeheugen zijn ROM (alleen-lezen) en RAM (willekeurige toegang).

Kortom, transistors zijn halfgeleiderapparaten die worden gebruikt om elektronische signalen te schakelen. In microprocessors betekent een hoger aantal transistors een beter presterende CPU. Intel Pentium 4-processors hebben bijvoorbeeld ongeveer 40 tot 50 miljoen transistors, terwijl oudere Pentium 3 CPU's 9,5 miljoen hebben. Meer transistors zorgen voor pipelining en decoders voor meerdere instructies, waardoor tijdens elke klokcyclus verschillende processen kunnen worden voltooid.

Besturingssignalen zijn elektronische signalen die de processorcomponenten besturen die worden gebruikt om een ​​bewerking uit te voeren of een instructie uit te voeren. Een element dat een "sequencer" wordt genoemd, stuurt stuursignalen om de specifieke eenheid te vertellen wat het vervolgens moet doen. Er kan bijvoorbeeld een lees- of schrijfsignaal naar het cachegeheugen worden gestuurd om het te laten weten dat de processor zich klaarmaakt om gegevens in het processorgeheugen te lezen of te schrijven.

De groep instructies die een processor kan uitvoeren, wordt de "instructieset" genoemd. De instructieset bepaalt onder meer het type programma's waarmee een CPU kan werken. Registers zijn kleine geheugenplaatsen die ook instructies bevatten. In tegenstelling tot reguliere geheugenlocaties worden registers aangeduid met een naam in plaats van een nummer. Het IP (instructiewijzer) bevat bijvoorbeeld de locatie van de volgende instructie en de "accumulator" is waar de processor de volgende waarde opslaat waaraan hij wil werken.