Keskusyksikkö on olennainen osa mitä tahansa tietokonetta. Elektroniikan kehitys on johtanut siihen, että modernit prosessorit ovat erittäin monimutkaisia laitteita. Jokainen niistä sisältää kuitenkin osia, joilla on samanlainen toiminnallinen tarkoitus.
Minkä tahansa prosessorin ydinosa on ydin. Se sisältää kaikki toiminnot komentojen suorittamiseen ja RAM-muistista vastaanotettujen tietojen käsittelyyn. Suorittimen ydin on monimutkaisin komponentti, mutta sen rakenne voidaan jakaa useisiin itsenäisiin yksiköihin, kuten näytteenotto- ja tallennuslaitteet, haaraennuste, dekoodaus ja käskyjen suoritusyksiköt.
Suorittimen ytimen komponentit, jotka ovat vastuussa käskyjen noutamisesta ja suorittamisesta, yhdistetään putkistoiksi yleisen suorituskyvyn parantamiseksi. Nykyaikaisilla prosessoreilla on yleensä useita putkistoja.
Suurin osa prosessorin datatoiminnoista suoritetaan aritmeettisella logiikkayksiköllä. Itse data (sekä alkuperäinen että lopullinen) tallennetaan rekisterilohkoon. On yleiskäyttöisiä rekistereitä, jotka on suunniteltu pääasiassa aritmeettisiin operaatioihin, segmentointirekistereitä, jotka liittyvät osoitukseen, sekä erityisiä rekistereitä, jotka vaikuttavat prosessorin toimintaan.
Matemaattinen rinnakkaisprosessori voidaan erottaa erillisenä osana prosessorin laskentaydin. Tämä on komponentti, joka on erityisesti suunniteltu nopeuttamaan reaalilukujen käsittelyä. Yhteissuoritin oli alun perin erillisenä moduulina, mutta nykyään se on integroitu kaikkialle ytimeen.
Tärkeä osa nykyaikaisia prosessoreita on haaraennusteyksikkö. Sen avulla voit aloittaa komentosarjan dekoodaamisen yhdellä putkilinjalla jo ennen hyppykomennon suorittamista toisella. Tämän tekniikan käyttöönotto on mahdollistanut suorituskyvyn merkittävän parantamisen.
Lähes kaikki modernit prosessorit sisältävät jonkin verran välimuistia. Välimuisti minimoi RAM-puhelujen määrän, jotka ovat erittäin hitaita prosessorin sisäiseen prosessointinopeuteen verrattuna. Yleensä välimuisti on jaettu useisiin tasoihin. Ensimmäisen tason välimuisti on nopein, mutta myös pienin. Se sijaitsee samalla kiteellä kuin ydin. Korkeamman tason välimuistit sisältävät enemmän tietoa, mutta ovat hitaampia.
