Una parte integrante di qualsiasi computer è l'unità centrale di elaborazione. L'evoluzione dell'elettronica ha portato i moderni processori a essere dispositivi estremamente complessi. Tuttavia, ciascuno di essi contiene parti che hanno uno scopo funzionale simile.
Il componente principale di qualsiasi processore è il nucleo. Contiene tutte le funzioni di esecuzione dei comandi e di elaborazione dei dati ricevuti dalla RAM. Il core del processore è il componente più complesso, ma la sua struttura può essere suddivisa in diverse unità indipendenti, come i dispositivi di campionamento e memorizzazione, la previsione dei rami, la decodifica e le unità di esecuzione delle istruzioni.
I componenti del core del processore, responsabili dell'intero ciclo di recupero ed esecuzione delle istruzioni, sono combinati in pipeline per migliorare le prestazioni complessive. I processori moderni di solito hanno più pipeline.
La maggior parte delle operazioni sui dati nel processore vengono eseguite sull'unità logica aritmetica. I dati stessi (sia iniziali che finali) sono memorizzati nel blocco del registro. Esistono registri generici progettati principalmente per operazioni aritmetiche, registri di segmento coinvolti nell'indirizzamento e registri speciali che influiscono sul funzionamento del processore.
Un coprocessore matematico può essere individuato come parte separata del nucleo di elaborazione del processore. Si tratta di un componente appositamente progettato per velocizzare l'elaborazione dei numeri reali. Il coprocessore originariamente esisteva come modulo separato, ma oggi è ubiquitariamente integrato nel kernel.
Un componente importante dei processori moderni è l'unità di previsione del ramo. Ti consente di iniziare a decodificare una sequenza di comandi su una delle pipeline anche prima che il comando jump venga eseguito sull'altra. L'introduzione di questa tecnologia ha permesso di aumentare notevolmente le prestazioni.
Quasi tutti i processori moderni contengono una certa quantità di memoria cache. La cache serve a ridurre al minimo il numero di chiamate alla RAM, che sono estremamente lente rispetto alla velocità di elaborazione all'interno del processore. Di solito la cache è suddivisa in più livelli. La cache di primo livello è la più veloce, ma anche la più piccola. Si trova sullo stesso cristallo del nucleo. Le cache di livello superiore contengono più dati, ma sono più lente.
