Ein integraler Bestandteil eines jeden Computers ist die Zentraleinheit. Die Entwicklung der Elektronik hat dazu geführt, dass moderne Prozessoren äußerst komplexe Geräte sind. Jeder von ihnen enthält jedoch Teile, die einen ähnlichen funktionalen Zweck erfüllen.
Die Kernkomponente eines jeden Prozessors ist der Kern. Es enthält alle Funktionen zum Ausführen von Befehlen und zum Verarbeiten von vom RAM empfangenen Daten. Der Prozessorkern ist die komplexeste Komponente, aber seine Struktur kann in mehrere unabhängige Einheiten unterteilt werden, wie Abtast- und Speichergeräte, Verzweigungsvorhersage-, Decodierungs- und Befehlsausführungseinheiten.
Die Komponenten des Prozessorkerns, die für den gesamten Zyklus des Abrufens und Ausführens von Befehlen verantwortlich sind, werden zu Pipelines zusammengefasst, um die Gesamtleistung zu verbessern. Moderne Prozessoren haben normalerweise mehrere Pipelines.
Die meisten Datenoperationen im Prozessor werden auf der arithmetischen Logikeinheit ausgeführt. Die Daten selbst (sowohl Anfangs- als auch Enddaten) werden im Registerblock gespeichert. Es gibt Mehrzweckregister, die hauptsächlich für arithmetische Operationen ausgelegt sind, Segmentregister, die an der Adressierung beteiligt sind, sowie spezielle Register, die den Betrieb des Prozessors beeinflussen.
Ein mathematischer Koprozessor kann als separater Teil des Rechenkerns des Prozessors herausgegriffen werden. Dies ist eine Komponente, die speziell entwickelt wurde, um die Verarbeitung von reellen Zahlen zu beschleunigen. Der Coprozessor existierte ursprünglich als separates Modul, heute ist er jedoch allgegenwärtig in den Kernel integriert.
Ein wichtiger Bestandteil moderner Prozessoren ist die Verzweigungsvorhersageeinheit. Es ermöglicht Ihnen, mit der Dekodierung einer Befehlsfolge auf einer der Pipelines zu beginnen, noch bevor der Sprungbefehl auf der anderen ausgeführt wird. Durch die Einführung dieser Technologie konnte die Leistung deutlich gesteigert werden.
Fast alle modernen Prozessoren enthalten eine gewisse Menge an Cache-Speicher. Der Cache dient dazu, die Anzahl der RAM-Aufrufe zu minimieren, die im Vergleich zur Verarbeitungsgeschwindigkeit im Prozessor extrem langsam sind. Normalerweise ist der Cache in mehrere Ebenen unterteilt. Der Cache der ersten Ebene ist der schnellste, aber auch der kleinste. Es befindet sich auf demselben Kristall wie der Kern. Caches höherer Ebenen enthalten mehr Daten, sind aber langsamer.
