تعتبر وحدة المعالجة المركزية جزءًا لا يتجزأ من أي كمبيوتر. أدى تطور الإلكترونيات إلى أن تكون المعالجات الحديثة أجهزة معقدة للغاية. ومع ذلك ، يحتوي كل منها على أجزاء لها غرض وظيفي مماثل.
المكون الأساسي لأي معالج هو النواة. يحتوي على جميع وظائف تنفيذ الأوامر ومعالجة البيانات الواردة من ذاكرة الوصول العشوائي. نواة المعالج هي أكثر المكونات تعقيدًا ، ولكن يمكن تقسيم هيكلها إلى عدة وحدات مستقلة ، مثل أجهزة أخذ العينات والتخزين ، والتنبؤ بالفروع ، ووحدات فك التشفير وتنفيذ التعليمات.
يتم دمج مكونات نواة المعالج ، المسؤولة عن الدورة الكاملة لجلب التعليمات وتنفيذها ، في خطوط أنابيب لتحسين الأداء العام. عادة ما تحتوي المعالجات الحديثة على خطوط أنابيب متعددة.
يتم تنفيذ معظم عمليات البيانات في المعالج على وحدة المنطق الحسابي. يتم تخزين البيانات نفسها (الأولية والنهائية) في كتلة السجل. هناك سجلات للأغراض العامة مصممة بشكل أساسي للعمليات الحسابية ، وسجلات المقطع المتضمنة في العنونة ، فضلاً عن السجلات الخاصة التي تؤثر على تشغيل المعالج.
يمكن تمييز معالج رياضي كجزء منفصل من جوهر الحوسبة للمعالج. هذا مكون مصمم خصيصًا لتسريع معالجة الأرقام الحقيقية. كان المعالج المشترك موجودًا في الأصل كوحدة نمطية منفصلة ، ولكنه اليوم مدمج في كل مكان في النواة.
تعتبر وحدة التنبؤ بالفرع عنصرًا مهمًا في المعالجات الحديثة. يسمح لك ببدء فك تشفير سلسلة من الأوامر على أحد خطوط الأنابيب حتى قبل تنفيذ أمر الانتقال على الآخر. جعل إدخال هذه التكنولوجيا من الممكن زيادة الأداء بشكل كبير.
تحتوي جميع المعالجات الحديثة تقريبًا على قدر من ذاكرة التخزين المؤقت. تعمل ذاكرة التخزين المؤقت على تقليل عدد المكالمات إلى ذاكرة الوصول العشوائي ، وهي بطيئة للغاية مقارنة بسرعة المعالجة داخل المعالج. عادة ما يتم تقسيم ذاكرة التخزين المؤقت إلى عدة مستويات. ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الأول هي الأسرع ، ولكنها أيضًا الأصغر حجمًا. يقع على نفس البلورة مثل اللب. تحتوي ذاكرة التخزين المؤقت ذات المستوى الأعلى على المزيد من البيانات ، ولكنها تكون أبطأ.
