Stavba procesoru je velmi složitá. Procesor je složený z několika klíčových komponentů, které společně umožňují provádění výpočtů a řízení funkcí počítače. Zde je stručný přehled těchto komponentů.
Jádro procesoru
Jádro procesoru je základní výpočetní jednotkou, která provádí instrukce a operace v procesoru. Jádra jsou obvykle samostatné výpočetní jednotky, které mohou provádět výpočty nezávisle na sobě. Většina moderních procesorů má více jader, čímž umožňuje paralelní zpracování úloh a zvyšuje celkový výkon. Jádro procesoru obsahuje řadu důležitých komponentů:
Aritmeticko-logická jednotka
Aritmeticko-logická jednotka (ALU) je výpočetní jednotka uvnitř procesoru, která je zodpovědná za provádění aritmetických (sčítání, odčítání, násobení, dělení) a logických (AND, OR, XOR) operací nad binárními daty.
Vstupy jsou přijímány z registrů nebo paměti a výstupy jsou předávány zpět do registrů nebo do další části procesoru.
ALU byla navržena tak aby byla schopná operace provádět na jednotlivých bitech nebo bajtech.
Registry
Registry jsou malé a rychlé paměťové jednotky uvnitř procesoru, které slouží k ukládání a manipulaci s daty a instrukcemi. Mají několik důležitých funkcí:
1. Ukládání dat – ukládá typy dat, jako jsou čísla, adresy a mezivýsledkové výpočty
2. Dočasné úložiště – dočasné úložiště pro mezivýsledkové výpočty
3. Rychlé instrukční dekódování – registry také slouží k ukládání instrukcí, které mají být vykonány procesorem
4. Komunikace mezi jednotkami procesoru – přenáší data mezi různými částmi procesoru, snižují závislost na přístupu k hlavní paměti
Řadič (Control unit)
Jádro obsahuje řadič, který řídí tok dat a instrukcí uvnitř jádra. Řadič interpretuje a provádí instrukce, koordinuje vykonávání operací a komunikaci s ostatními komponentami jádra.
Cache
Cache paměť, která slouží k ukládání často používaných dat a instrukcí. Cache paměť umožňuje rychlý přístup k těmto datům, což snižuje prodlevy při načítání z paměti.
Cache se dělí na L1, L2, L3 úrovně, protože každá úroveň má své funkce a tím se zvyšuje rychlost cache a také efektivita.
Dělení:
L1
Nejmenší, nejblíž procesoru, tudíž nejrychlejší. Dosahuje rychlosti až 1150 GB / s.
L2
Má větší úložnou kapacitu. Ukládají se zde data, které CPU použije jen krátce. Dosáhne rychlosti 470 GB / s.
L3
S největší pamětí, ale nejpomalejší. Velikost dosahuje až 64 MB. Rychlost je 200 GB / s.
Registry
Registry jsou malé a velmi rychlé paměťové jednotky, které slouží k ukládání a manipulaci s daty a instrukcemi přímo v procesoru. Obsahují například pracovní registry pro dočasné ukládání výsledků výpočtů.
Sběrnice
Sběrnice slouží k přenosu dat a instrukcí mezi různými částmi procesoru a ostatními komponentami počítače, jako je paměť, vstupně-výstupní zařízení a další.