Deler av en mikroprosessor

En mikroprosessor, eller sentral prosesseringsenhet (CPU), er en intern maskinvarekomponent som utfører de matematiske beregningene som kreves for at datamaskiner skal kjøre programmer og utføre kommandoer. Prosessorer er vanligvis laget av silisiummateriale som inneholder bittesmå elektriske komponenter innebygd på overflaten. Typiske dataprogrammer som må behandles av CPUer inkluderer nettlesere, spill og videoredigeringsprogramvare.

Aritmetiske logiske enheter (ALU) i mikroprosessorer lar datamaskiner addere, subtrahere, multiplisere, dele og utføre andre logiske operasjoner i høye hastigheter. Takket være avanserte ALU-er er moderne mikroprosessorer og GPU-er (grafikkbehandlingsenheter) i stand til å utføre svært kompliserte operasjoner på store flytende kommatall.

Cache-minne er et område på CPU-en hvor kopier av vanlige instruksjoner som kreves for å utføre funksjoner og kjøre programmer, lagres midlertidig. Siden prosessoren har sitt eget mindre, raskere cache-minne, kan den behandle data raskere enn å lese og skrive til hovedsystemminnet. Typer mikroprosessorminne inkluderer ROM (skrivebeskyttet) og RAM (tilfeldig tilgang).

I utgangspunktet er transistorer halvlederenheter som brukes til å bytte elektroniske signaler. I mikroprosessorer betyr et høyere antall transistorer en CPU med bedre ytelse. For eksempel har Intel Pentium 4-prosessorer rundt 40 til 50 millioner transistorer, mens eldre Pentium 3-prosessorer har 9,5 millioner. Flere transistorer gir mulighet for pipelining og flere instruksjonsdekodere, som gjør at flere prosesser kan fullføres i løpet av hver klokkesyklus.

Styresignaler er elektroniske signaler som styrer prosessorkomponentene som brukes til å utføre en operasjon eller utføre en instruksjon. Et element kalt en "sequencer" sender kontrollsignaler for å fortelle den spesifikke enheten hva den må gjøre videre. For eksempel kan et lese- eller skrivesignal sendes til hurtigbufferminnet for å fortelle det at prosessoren gjør seg klar til å lese eller skrive data inn i prosessorminnet.

Gruppen av instruksjoner en prosessor kan utføre kalles dens "instruksjonssett". Instruksjonssettet bestemmer ting som for eksempel typen programmer en CPU kan jobbe med. Register er små minnesteder som også inneholder instruksjoner. I motsetning til vanlige minneplasseringer refereres registre til med et navn i stedet for et nummer. For eksempel inneholder IP-en (instruksjonspekeren) plasseringen av neste instruksjon, og "akkumulatoren" er der prosessoren lagrer den neste verdien den planlegger å jobbe med.