CPU (Central Processing Unit) er den sentrale delen av et datasystem som utfører instruksjonene til et dataprogram. Den samhandler med alle de andre komponentene på datamaskinen, inkludert minne, lagring, inngangs-/utgangsenheter og kommunikasjonsporter.

Strukturen til en CPU avhenger av designen, men det er noen grunnleggende komponenter som er felles for de fleste CPUer:

- Kontrollenhet (CU): CU kontrollerer flyten av data og instruksjoner i CPUen. Den henter instruksjoner fra minnet, dekoder dem og styrer deretter utførelsen av disse instruksjonene.

- Aritmetisk logisk enhet (ALU): ALU utfører de aritmetiske og logiske operasjonene som kreves av programmet. Den kan utføre operasjoner som addisjon, subtraksjon, multiplikasjon, divisjon og sammenligning.

- Registrere: Registre er små, høyhastighets minneplasseringer i CPUen som lagrer midlertidige data og instruksjoner. De brukes til å lagre operandene som kreves for ALU-operasjoner, så vel som resultatene av disse operasjonene.

- Cacheminne: Bufferminne er en liten mengde høyhastighetsminne som lagrer ofte brukte data og instruksjoner. Den brukes til å forbedre ytelsen til CPU-en ved å redusere antall ganger den trenger for å få tilgang til tregere hovedminne.

- Systemklokke: Systemklokken er en enhet som genererer en vanlig serie med pulser som brukes til å synkronisere operasjonene til CPU.

- Buss: Bussen er et sett med ledninger som forbinder de ulike komponentene i CPUen. Den brukes til å overføre data og instruksjoner mellom CU, ALU, minne og andre enheter.

Dette er de grunnleggende komponentene i en CPU. Ulike CPUer kan ha tilleggskomponenter og funksjoner, men den generelle strukturen og funksjonaliteten er lik.

CPU-arkitektur

Arkitekturen til en CPU refererer til måten dens ulike komponenter er organisert og sammenkoblet på. Det er to hovedtyper av CPU-arkitekturer:

- Complex Instruction Set Computing (CISC): CISC CPUer bruker et stort antall komplekse instruksjoner som kan utføre en rekke operasjoner i en enkelt instruksjon. CISC CPUer brukes ofte i eldre datamaskiner.

- Reduced Instruction Set Computing (RISC): RISC CPUer bruker et lite antall enkle instruksjoner som hver kan utføre en enkelt operasjon. RISC CPUer brukes ofte i nyere datamaskiner fordi de er mer effektive og kan oppnå høyere hastigheter.

Moderne CPUer kombinerer ofte elementer av både CISC- og RISC-arkitekturer. De kan ha et lite antall komplekse instruksjoner som kan utføre en rekke operasjoner, samt et større antall enkle instruksjoner som hver kan utføre en enkelt operasjon. Dette gjør at CPU kan oppnå både høy ytelse og effektivitet.