חלק בלתי נפרד מכל מחשב הוא יחידת העיבוד המרכזית. התפתחות האלקטרוניקה הביאה לכך שמעבדים מודרניים הם מכשירים מורכבים ביותר. עם זאת, כל אחד מהם מכיל חלקים הנושאים מטרה פונקציונאלית דומה.
מרכיב הליבה של כל מעבד הוא הליבה. הוא מכיל את כל הפונקציות של ביצוע פקודות ועיבוד נתונים שהתקבלו מ- RAM. ליבת המעבד היא המרכיב המורכב ביותר, אך ניתן לחלק את מבנהו למספר יחידות עצמאיות, כגון התקני דגימה ואחסון, חיזוי ענפים, פענוח וביצוע הוראות.
מרכיבי ליבת המעבד, האחראיים על המחזור המלא של הוראות ביצוע וביצוע, משולבים לצינורות לשיפור הביצועים הכוללים. למעבדים מודרניים יש בדרך כלל מספר צינורות.
מרבית פעולות הנתונים במעבד מבוצעות ביחידת הלוגיקה החשבונית. הנתונים עצמם (הראשוניים והסופיים כאחד) נשמרים בבלוק הרישום. ישנם רושמים למטרות כלליות המיועדים בעיקר לביצוע פעולות חשבון, פנקסי פלחים העוסקים בטיפול וכן רישומים מיוחדים המשפיעים על פעולת המעבד.
ניתן לייחד מעבד מתמטי כחלק נפרד מליבת המחשוב של המעבד. זהו רכיב שתוכנן במיוחד כדי לזרז את עיבוד המספרים האמיתיים. המעבד קיים במקור כמודול נפרד, אך כיום הוא משולב בכל מקום בגרעין.
מרכיב חשוב במעבדים מודרניים הוא יחידת חיזוי הענפים. זה מאפשר לך להתחיל לפענח רצף של פקודות באחד הצינורות עוד לפני שמבצעים את פקודת ה- jump בשנייה. הכנסת טכנולוגיה זו אפשרה להגדיל משמעותית את הביצועים.
כמעט כל המעבדים המודרניים מכילים זיכרון מטמון כלשהו. המטמון משמש למזעור מספר השיחות ל- RAM, שהן איטיות ביותר בהשוואה למהירות העיבוד בתוך המעבד. בדרך כלל המטמון מחולק למספר רמות. המטמון ברמה הראשונה הוא המהיר ביותר, אך גם הקטן ביותר. הוא ממוקם על אותו קריסטל כמו הליבה. מטמונים ברמה גבוהה יותר מכילים יותר נתונים, אך הם איטיים יותר.
