Componente ale unui microprocesor

Un microprocesor sau unitatea centrală de procesare (CPU) este o componentă hardware internă care efectuează calculele matematice necesare computerelor pentru a rula programe și a executa comenzi. Procesoarele sunt de obicei realizate din material siliconic care conține componente electrice mici încorporate pe suprafață. Programele de calculator tipice care trebuie procesate de procesoare includ browsere de internet, jocuri și software de editare video.

Unitățile logice aritmetice (ALU) din microprocesoare permit computerelor să adună, să scadă, să înmulțească, să împartă și să efectueze alte operații logice la viteze mari. Datorită ALU-urilor avansate, microprocesoarele și GPU-urile moderne (unități de procesare grafică) sunt capabile să efectueze operațiuni foarte complicate pe numere mari în virgulă mobilă.

Memoria cache este o zonă a procesorului în care sunt stocate temporar copii ale instrucțiunilor comune necesare pentru a efectua funcții și a rula programe. Deoarece procesorul are propria sa memorie cache mai mică și mai rapidă, poate procesa datele mai rapid decât citirea și scrierea în memoria principală a sistemului. Tipurile de memorie cu microprocesor includ ROM (numai citire) și RAM (acces aleatoriu).

Practic, tranzistoarele sunt dispozitive semiconductoare utilizate pentru comutarea semnalelor electronice. La microprocesoare, un număr mai mare de tranzistori înseamnă un CPU mai performant. De exemplu, procesoarele Intel Pentium 4 au în jur de 40 până la 50 de milioane de tranzistori, în timp ce procesoarele Pentium 3 mai vechi au 9,5 milioane. Mai mulți tranzistori permit pipeline și decodoare cu instrucțiuni multiple, ceea ce permite finalizarea mai multor procese în timpul fiecărui ciclu de ceas.

Semnalele de control sunt semnale electronice care controlează componentele procesorului utilizate pentru a efectua o operație sau executa o instrucțiune. Un element numit „sequencer” trimite semnale de control pentru a spune unității specifice ce trebuie să facă în continuare. De exemplu, un semnal de citire sau scriere poate fi trimis în memoria cache, informându-i că procesorul se pregătește să citească sau să scrie date în memoria procesorului.

Grupul de instrucțiuni pe care un procesor le poate executa se numește „setul său de instrucțiuni”. Setul de instrucțiuni determină lucruri precum tipul de programe cu care poate lucra un procesor. Registrele sunt locații de memorie mici care conțin și instrucțiuni. Spre deosebire de locațiile obișnuite de memorie, registrele sunt menționate printr-un nume în loc de un număr. De exemplu, IP-ul (indicatorul de instrucțiuni) conține locația următoarei instrucțiuni, iar „acumulator” este locul în care procesorul stochează următoarea valoare la care intenționează să lucreze.