Delar av en mikroprocessor

En mikroprocessor, eller central processing unit (CPU), är en intern hårdvarukomponent som utför de matematiska beräkningar som krävs för att datorer ska kunna köra program och utföra kommandon. Processorer är vanligtvis gjorda av silikonmaterial som innehåller små elektriska komponenter inbäddade på ytan. Typiska datorprogram som måste bearbetas av processorer inkluderar webbläsare, spel och videoredigeringsprogram.

Aritmetiska logiska enheter (ALU) i mikroprocessorer tillåter datorer att addera, subtrahera, multiplicera, dividera och utföra andra logiska operationer i höga hastigheter. Tack vare avancerade ALU: er kan moderna mikroprocessorer och GPU: er (graphics processing units) utföra mycket komplicerade operationer på stora flyttal.

Cacheminne är ett område på CPU: n där kopior av vanliga instruktioner som krävs för att utföra funktioner och köra program lagras tillfälligt. Eftersom processorn har ett eget mindre, snabbare cacheminne, kan den bearbeta data snabbare än att läsa och skriva till huvudsystemets minne. Typer av mikroprocessorminne inkluderar ROM (skrivskyddad) och RAM (slumpmässig åtkomst).

I grund och botten är transistorer halvledarenheter som används för att växla elektroniska signaler. I mikroprocessorer innebär ett högre antal transistorer en CPU med bättre prestanda. Till exempel har Intel Pentium 4-processorer cirka 40 till 50 miljoner transistorer, medan äldre Pentium 3-processorer har 9,5 miljoner. Fler transistorer möjliggör pipelining och multipla instruktioner avkodare, vilket gör att flera processer kan slutföras under varje klockcykel.

Styrsignaler är elektroniska signaler som styr processorkomponenterna som används för att utföra en operation eller exekvera en instruktion. Ett element som kallas "sequencer" skickar styrsignaler för att tala om för den specifika enheten vad den behöver göra härnäst. Till exempel kan en läs- eller skrivsignal skickas till cacheminnet för att meddela att processorn gör sig redo att läsa eller skriva data till processorminnet.

Gruppen av instruktioner som en processor kan utföra kallas dess "instruktionsuppsättning". Instruktionsuppsättningen bestämmer saker som vilken typ av program en CPU kan arbeta med. Register är små minnesplatser som också innehåller instruktioner. Till skillnad från vanliga minnesplatser hänvisas register till med ett namn istället för ett nummer. Till exempel innehåller IP: n (instruktionspekaren) platsen för nästa instruktion, och "ackumulatorn" är där processorn lagrar nästa värde den planerar att arbeta med.