Herhangi bir bilgisayarın ayrılmaz bir parçası, merkezi işlem birimidir. Elektroniğin evrimi, modern işlemcilerin son derece karmaşık cihazlar olmasına neden oldu. Bununla birlikte, her biri benzer bir işlevsel amaç taşıyan parçalar içerir.
Herhangi bir işlemcinin temel bileşeni çekirdektir. Komutları yürütmenin ve RAM'den alınan verileri işlemenin tüm işlevlerini içerir. İşlemci çekirdeği en karmaşık bileşendir, ancak yapısı örnekleme ve depolama aygıtları, dal tahmini, kod çözme ve komut yürütme birimleri gibi birkaç bağımsız birime bölünebilir.
Komutları getirme ve yürütme döngüsünün tamamından sorumlu olan işlemci çekirdeği bileşenleri, genel performansı artırmak için boru hatlarında birleştirilir. Modern işlemciler genellikle birden fazla ardışık düzene sahiptir.
İşlemcideki veri işlemlerinin çoğu aritmetik mantık biriminde gerçekleştirilir. Verinin kendisi (hem ilk hem de son) kayıt bloğunda saklanır. Esas olarak aritmetik işlemler için tasarlanmış genel amaçlı kayıtlar, adreslemede yer alan segment kayıtları ve işlemcinin çalışmasını etkileyen özel kayıtlar vardır.
Matematiksel bir yardımcı işlemci, işlemcinin bilgi işlem çekirdeğinin ayrı bir parçası olarak seçilebilir. Bu, gerçek sayıların işlenmesini hızlandırmak için özel olarak tasarlanmış bir bileşendir. Yardımcı işlemci başlangıçta ayrı bir modül olarak mevcuttu, ancak bugün her yerde çekirdeğe entegre edilmiştir.
Modern işlemcilerin önemli bir bileşeni şube tahmin birimidir. Diğerinde atlama komutu yürütülmeden önce bile boru hatlarından birinde bir dizi komutun kodunu çözmeye başlamanıza olanak tanır. Bu teknolojinin tanıtılması, performansı önemli ölçüde artırmayı mümkün kılmıştır.
Hemen hemen tüm modern işlemciler bir miktar önbellek içerir. Önbellek, işlemci içindeki işlem hızına kıyasla son derece yavaş olan RAM'e yapılan çağrı sayısını en aza indirmeye yarar. Genellikle önbellek birkaç seviyeye ayrılır. Birinci düzey önbellek en hızlı olanıdır, ancak aynı zamanda boyut olarak en küçüktür. Çekirdek ile aynı kristal üzerinde bulunur. Daha yüksek katman önbellekleri daha fazla veri tutar, ancak daha yavaştır.
