Türkçe karşılığı merkezi işlem birimi ya da diğer adıyla işlemci olan CPU, bilgisayar programlarının talimatlarını yorumlamaktan ve temel işlemleri bu talimatlara göre yürütmekten sorumlu bir bilgisayarın elektronik devresidir. Central processeing unit yani merkezî işlem birimi aritmetik ve mantıksal işlem yapabilme yeteneğine sahiptir. Giriş ve çıkış (G / Ç) birimleri arasında verilen yazılım ile uygun çalışmayı sağlamaktadır. Merkezi işlem birimi (CPU) terimi, 1960'ların başından beri bilgisayar endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
İlk mikroişlemci Intel 4004’ün 1970’te, geniş çaplı bir mikroişlemci olan Intel 8080’in ise 1974’te tanıtılmasının ardından günümüze kadar uzanan gelişim, CPU teriminin mikroişlemciler yerine kullanılmasına neden oldu. Yapılan ilk işlemciler oldukça büyük ebatlardayken daha sonra maliyeti yüksek olan bu yöntemin yerini gelişen teknoloji ile birlikte daha küçük ebatlı parçalar aldı.
Çalışma hızları kullanılan mimari ve üretim teknolojisine bağlı olarak değişkenlik gösteren işlemcilerin hız birimleri HZ, MHZ ve GHZ olarak ifade edilirken, gelişen teknoloji ile birlikte günümüzde genellikle hız birimi GHz olan işlemcileri görmekteyiz.
CPU temelde dört işlevsel birimden oluşmaktadır:
- Kontrol Ünitesi: CPU içindeki talimat ve veri akışını kontrol etmekten sorumludur.
- Aritmetik Mantık Birimi (ALU): CPU'nun tüm aritmetik ve mantıksal işlem hesaplamalarını gerçekleştirir.
- Kayıtlar: Çok hızlı erişilebilen dahili hafıza hücreleridir. Bu bileşenler, değişkenleri (veriler, adresler) veya aritmetik / mantık işleminin ara sonuçlarını depolamak için kullanılmaktadır.
- Önbellek: Ana belleğe erişimi en aza indiren ve dolayısıyla CPU performansını artıran daha küçük ve daha hızlı bir bellektir.
Bu birimler saat hızıyla senkronize edilir ve üç tür veri yolu ile bağlanır:
- Data veri yolu: Verilerin aktarılmasından sorumludur.
- Adres veri yolu: Okunacak veya yazılacak hafıza adreslerini iletir.
- Kontrol veri yolu: Diğer bileşenlerin ve G / Ç cihazlarının yönetimine izin verir.
CPU mimarisi aynı zamanda yürütebileceği talimatlar dizisiyle de karakterize edilir. Genel olarak, iki tür komut seti mimarisi vardır:
- CISC (karmaşık komut seti bilgisayarı): Birkaç saat döngüsünde aritmetik işlemler, bellek erişimi veya adres hesaplamaları gibi çoklu düşük seviyeli işlemleri gerçekleştirebilen kapsamlı bir karmaşık talimatlar setidir.
- RISC (Azaltılmış komut seti bilgisayarı): Bir saat döngüsünde tek bir düşük seviyeli işlemi gerçekleştiren indirgenmiş bir talimatlar dizisidir.