Uma parte integrante de qualquer computador é a unidade de processamento central. A evolução da eletrônica resultou em processadores modernos sendo dispositivos extremamente complexos. No entanto, cada um deles contém peças que têm uma finalidade funcional semelhante.
O principal componente de qualquer processador é o núcleo. Ele contém todas as funções de execução de comandos e processamento de dados recebidos da RAM. O núcleo do processador é o componente mais complexo, mas sua estrutura pode ser dividida em várias unidades independentes, como dispositivos de amostragem e armazenamento, previsão de ramificação, decodificação e unidades de execução de instruções.
Os componentes do núcleo do processador, que são responsáveis por todo o ciclo de busca e execução de instruções, são combinados em pipelines para melhorar o desempenho geral. Os processadores modernos geralmente têm vários pipelines.
A maioria das operações de dados no processador são realizadas na unidade lógica aritmética. Os próprios dados (inicial e final) são armazenados no bloco de registro. Existem registros de uso geral projetados principalmente para operações aritméticas, registros de segmento envolvidos no endereçamento, bem como registros especiais que afetam a operação do processador.
Um coprocessador matemático pode ser destacado como uma parte separada do núcleo de computação do processador. Este é um componente especialmente projetado para acelerar o processamento de números reais. O coprocessador existia originalmente como um módulo separado, mas hoje está onipresente integrado ao kernel.
Um componente importante dos processadores modernos é a unidade de previsão de ramificação. Ele permite que você comece a decodificar uma sequência de comandos em um dos pipelines, mesmo antes de o comando de salto ser executado no outro. A introdução desta tecnologia tornou possível aumentar significativamente o desempenho.
Quase todos os processadores modernos contêm alguma quantidade de memória cache. O cache serve para minimizar o número de chamadas para a RAM, que são extremamente lentas em comparação com a velocidade de processamento dentro do processador. Normalmente, o cache é dividido em vários níveis. O cache de primeiro nível é o mais rápido, mas também o menor em tamanho. Ele está localizado no mesmo cristal do núcleo. Caches de camada superior armazenam mais dados, mas são mais lentos.
