Integralną częścią każdego komputera jest jednostka centralna. Ewolucja elektroniki spowodowała, że współczesne procesory są niezwykle złożonymi urządzeniami. Jednak każdy z nich zawiera części, które mają podobny cel funkcjonalny.
Podstawowym elementem każdego procesora jest rdzeń. Zawiera wszystkie funkcje wykonywania poleceń i przetwarzania danych otrzymanych z pamięci RAM. Rdzeń procesora jest najbardziej złożonym komponentem, ale jego strukturę można podzielić na kilka niezależnych jednostek, takich jak urządzenia próbkujące i pamięciowe, przewidywania rozgałęzień, dekodowania i wykonywania instrukcji.
Komponenty rdzenia procesora, które są odpowiedzialne za pełny cykl pobierania i wykonywania instrukcji, są łączone w potoki w celu poprawy ogólnej wydajności. Nowoczesne procesory zwykle mają wiele potoków.
Większość operacji na danych w procesorze jest wykonywana na jednostce arytmetyczno-logicznej. Same dane (zarówno początkowe, jak i końcowe) są przechowywane w bloku rejestru. Istnieją rejestry ogólnego przeznaczenia przeznaczone głównie do operacji arytmetycznych, rejestry segmentowe zaangażowane w adresowanie, a także rejestry specjalne, które wpływają na działanie procesora.
Koprocesor matematyczny można wyodrębnić jako oddzielną część rdzenia obliczeniowego procesora. Jest to komponent specjalnie zaprojektowany, aby przyspieszyć przetwarzanie liczb rzeczywistych. Koprocesor pierwotnie istniał jako osobny moduł, ale dziś jest wszechobecnie zintegrowany z jądrem.
Ważnym elementem nowoczesnych procesorów jest jednostka przewidywania rozgałęzień. Pozwala na rozpoczęcie dekodowania sekwencji poleceń na jednym z potoków jeszcze przed wykonaniem polecenia skoku na drugim. Wprowadzenie tej technologii umożliwiło znaczne zwiększenie wydajności.
Prawie wszystkie nowoczesne procesory zawierają pewną ilość pamięci podręcznej. Pamięć podręczna służy do minimalizacji liczby wywołań do pamięci RAM, które są niezwykle wolne w porównaniu z szybkością przetwarzania wewnątrz procesora. Zwykle pamięć podręczna jest podzielona na kilka poziomów. Pamięć podręczna pierwszego poziomu jest najszybsza, ale ma też najmniejszy rozmiar. Znajduje się na tym samym krysztale co rdzeń. Pamięć podręczna wyższego poziomu przechowuje więcej danych, ale jest wolniejsza.
