Una parte integral de cualquier computadora es la unidad central de procesamiento. La evolución de la electrónica ha dado lugar a que los procesadores modernos sean dispositivos extremadamente complejos. Sin embargo, cada uno de ellos contiene partes que tienen un propósito funcional similar.
El componente central de cualquier procesador es el núcleo. Contiene todas las funciones de ejecución de comandos y procesamiento de datos recibidos de la RAM. El núcleo del procesador es el componente más complejo, pero su estructura se puede dividir en varias unidades independientes, como dispositivos de muestreo y almacenamiento, unidades de predicción de rama, decodificación y ejecución de instrucciones.
Los componentes del núcleo del procesador, que son responsables del ciclo completo de obtención y ejecución de instrucciones, se combinan en canalizaciones para mejorar el rendimiento general. Los procesadores modernos suelen tener varias canalizaciones.
La mayoría de las operaciones de datos en el procesador se realizan en la unidad lógica aritmética. Los datos en sí (tanto iniciales como finales) se almacenan en el bloque de registro. Existen registros de propósito general diseñados principalmente para operaciones aritméticas, registros de segmento involucrados en el direccionamiento, así como registros especiales que afectan el funcionamiento del procesador.
Un coprocesador matemático se puede distinguir como una parte separada del núcleo informático del procesador. Este es un componente especialmente diseñado para acelerar el procesamiento de números reales. El coprocesador existía originalmente como un módulo separado, pero hoy está integrado de manera ubicua en el kernel.
Un componente importante de los procesadores modernos es la unidad de predicción de ramas. Le permite comenzar a decodificar una secuencia de comandos en una de las tuberías incluso antes de que se ejecute el comando de salto en la otra. La introducción de esta tecnología ha permitido aumentar significativamente el rendimiento.
Casi todos los procesadores modernos contienen cierta cantidad de memoria caché. La caché sirve para minimizar la cantidad de llamadas a la RAM, que son extremadamente lentas en comparación con la velocidad de procesamiento dentro del procesador. Por lo general, la caché se divide en varios niveles. La caché de primer nivel es la más rápida, pero también la de menor tamaño. Está ubicado en el mismo cristal que el núcleo. Los cachés de nivel superior contienen más datos, pero son más lentos.
