A processzorok számos modern elektronikus eszközben megtalálhatóak, beleértve a PC-ket, okostelefonokat, táblagépeket és más kézi eszközöket. Feladatuk, hogy programutasítások formájában bemenetet fogadjanak, és számítások billióit hajtsák végre, hogy a felhasználó által kezelt kimenetet biztosítsák.
A processzor aritmetikai logikai és vezérlőegységet (CU) tartalmaz, amely a képességet a következőkben méri:
- Az utasítások adott időben történő feldolgozásának képessége.
- A bitek/utasítások maximális száma.
- Relatív órajele.
Minden alkalommal, amikor a számítógépen műveletet hajtanak végre, például amikor egy fájlt módosítanak vagy egy alkalmazást megnyitnak, a processzornak értelmeznie kell az operációs rendszer vagy a szoftver utasításait. Képességeitől függően a feldolgozási műveletek gyorsabbak vagy lassabbak lehetnek, és nagy hatással vannak a processzor úgynevezett “feldolgozási sebességére”.
Minden processzor egy vagy több önálló feldolgozóegységből, úgynevezett “magokból” áll. Minden egyes mag egyetlen számítási feladat utasításait egy bizonyos sebességgel dolgozza fel, amelyet “órajelsebességként” határoznak meg, és gigahertzben (GHz) mérnek. Mivel az órajsebesség egy bizonyos ponton túli növelése technikailag túl nehézzé vált, a modern számítógépek ma már több processzormaggal rendelkeznek (kétmagos, négymagos stb.). Ezek együtt dolgoznak az utasítások feldolgozásában és több feladat egyidejű elvégzésében.
A modern asztali és laptop számítógépek ma már külön processzorral rendelkeznek a grafikus megjelenítés kezelésére és a kimenetnek a megjelenítő monitor eszközre történő továbbítására. Mivel ezt a processzort, a GPU-t kifejezetten erre a feladatra tervezték, a számítógépek hatékonyabban tudnak kezelni minden olyan alkalmazást, amely különösen grafikai igényes, például a videojátékokat.
A processzor négy alapvető elemből áll: az aritmetikai logikai egységből (ALU), a lebegőpontos egységből (FPU), a regiszterekből és a gyorsítótár memóriákból. Az ALU és az FPU alapvető és haladó aritmetikai és logikai műveleteket végez a számokkal, majd az eredmények a regiszterekbe kerülnek, amelyek az utasításokat is tárolják. A gyorsítótárak kis és gyors memóriák, amelyek az adatok másolatait tárolják gyakori használatra, és a véletlen hozzáférésű memóriához (RAM) hasonlóan működnek.
A CPU az utasítási ciklus három fő lépésén keresztül hajtja végre műveleteit: lehívás, dekódolás és végrehajtás.
-
Hívás: a CPU lekérdezi az utasításokat, általában egy RAM-ból.
-
Dekódolás: egy dekódoló az utasítást jelekké alakítja át a számítógép többi összetevője számára.
-
Elvégzés: az immár dekódolt utasításokat elküldi az egyes összetevőknek, hogy a kívánt műveletet végre lehessen hajtani.