Processorer findes i mange moderne elektroniske enheder, herunder pc’er, smartphones, tablets og andre håndholdte enheder. Deres formål er at modtage input i form af programinstruktioner og udføre billioner af beregninger for at levere det output, som brugeren skal interagere med.
En processor omfatter en aritmetisk logik- og kontrolenhed (CU), som måler kapacitet i form af følgende:
- Evne til at behandle instruktioner på et givet tidspunkt.
- Maksimalt antal bits/instruktioner.
- Relativ clockhastighed.
Hver gang der udføres en operation på en computer, f.eks. når en fil ændres eller et program åbnes, skal processoren fortolke styresystemets eller softwarens instruktioner. Afhængigt af dens kapacitet kan behandlingsoperationerne være hurtigere eller langsommere, og det har stor betydning for det, der kaldes CPU’ens “behandlingshastighed”.
Hver processor består af en eller flere individuelle behandlingsenheder, der kaldes “kerner”. Hver kerne behandler instruktioner fra en enkelt beregningsopgave med en bestemt hastighed, der defineres som “clockhastighed” og måles i gigahertz (GHz). Da det teknisk set er blevet for vanskeligt at øge urhastigheden ud over et vist punkt, har moderne computere nu flere processorkerner (dual-core, quad-core osv.). De arbejder sammen for at behandle instruktioner og udføre flere opgaver på samme tid.
Moderne stationære og bærbare computere har nu en separat processor til at håndtere grafisk rendering og sende output til skærmbilledenheden. Da denne processor, GPU’en, er specielt designet til denne opgave, kan computere mere effektivt håndtere alle programmer, der er særligt grafikkrævende, f.eks. videospil.
En processor består af fire grundlæggende elementer: den aritmetiske logikenhed (ALU), floating point-enheden (FPU), registre og cache-hukommelser. ALU’en og FPU’en udfører grundlæggende og avancerede aritmetiske og logiske operationer på tal, og derefter sendes resultaterne til registrene, som også gemmer instruktioner. Caches er små og hurtige hukommelser, der gemmer kopier af data til hyppig brug og fungerer på samme måde som en RAM-hukommelse (random access memory).
Cpu’en udfører sine operationer gennem de tre hovedtrin i instruktionscyklussen: hentning, afkodning og udførelse.
-
Hentning: CPU’en henter instruktioner, normalt fra en RAM-hukommelse.
-
Dekode: En dekoder omdanner instruktionen til signaler til de andre komponenter i computeren.
-
Udføre: De nu dekodede instruktioner sendes til hver enkelt komponent, så den ønskede operation kan udføres.