Procesory se nacházejí v mnoha moderních elektronických zařízeních, včetně počítačů, chytrých telefonů, tabletů a dalších přenosných zařízení. Jejich účelem je přijímat vstup v podobě programových instrukcí a provádět biliony výpočtů, aby poskytly výstup, se kterým bude uživatel komunikovat.
Procesor obsahuje aritmetickou logickou a řídicí jednotku (CU), která měří schopnosti z hlediska následujících parametrů:
- Schopnost zpracovat instrukce v daném čase.
- Maximální počet bitů/instrukcí.
- Relativní taktovací frekvence.
Při každé operaci na počítači, například při změně souboru nebo otevření aplikace, musí procesor interpretovat instrukce operačního systému nebo softwaru. V závislosti na jeho schopnostech může být zpracování operací rychlejší nebo pomalejší a má velký vliv na to, čemu se říká „rychlost zpracování“ procesoru.
Každý procesor se skládá z jedné nebo více jednotlivých výpočetních jednotek nazývaných „jádra“. Každé jádro zpracovává instrukce jedné výpočetní úlohy určitou rychlostí, která je definována jako „taktovací frekvence“ a měří se v gigahertzech (GHz). Vzhledem k tomu, že zvyšování taktovací frekvence nad určitou mez se stalo technicky příliš obtížné, mají dnes moderní počítače několik procesorových jader (dvoujádrová, čtyřjádrová atd.). Společně zpracovávají instrukce a provádějí více úloh najednou.
Moderní stolní a přenosné počítače mají nyní samostatný procesor, který zpracovává grafické vykreslování a odesílá výstup do zobrazovacího zařízení monitoru. Protože je tento procesor, GPU, speciálně navržen pro tento úkol, mohou počítače efektivněji zpracovávat všechny aplikace, které jsou obzvláště náročné na grafiku, například videohry.
Procesor se skládá ze čtyř základních prvků: aritmeticko-logické jednotky (ALU), jednotky pro práci s plovoucí desetinnou čárkou (FPU), registrů a pamětí cache. Jednotky ALU a FPU provádějí základní a pokročilé aritmetické a logické operace s čísly a výsledky se pak posílají do registrů, do kterých se také ukládají instrukce. Cache jsou malé a rychlé paměti, které uchovávají kopie dat pro časté použití a fungují podobně jako paměť RAM (random access memory).
Procesor provádí své operace prostřednictvím tří hlavních kroků instrukčního cyklu: načtení, dekódování a provedení.
-
Načtení: procesor načte instrukce, obvykle z paměti RAM.
-
Dekódování: dekodér převádí instrukce na signály pro ostatní komponenty počítače.
-
Vykonání: nyní dekódované instrukce jsou odeslány jednotlivým komponentám tak, aby mohla být provedena požadovaná operace.
.