Procesor (ang.central processing unit,CPU) –sekwencyjne urządzeniecyfrowe, które pobiera dane zpamięci operacyjnej lub strumienia danych, interpretuje je i wykonuje jakorozkazy, zwracając dane do pamięci lub wyjściowego strumienia danych. Termin ten w zawężonym znaczeniu jest używany w odniesieniu do jednostki centralnej (CPU) systemu, ale odnosi się również do innych elementów przetwarzających dane zwanych koprocesorami, takich jak jednostki do obliczeń na liczbach zmiennopozycyjnych, przetwarzania grafiki (GPU)[1].
Technika wykonywania procesorów zmienia się wraz z rozwojem elektroniki. Pierwotnie procesory były konstruowane przy użyciu wielu lamp próżniowych[2], później wielu pojedynczych tranzystorów, które zastępowanoukładami scalonymi małej skali integracji[3]. W latach 70. XX wieku skonstruowano procesory składające się z jednego lub kilku układów scalonych wielkiej skali integracji określane jakomikroprocesory. Od lat 80. XX wieku niemal wszystkie procesory wykonuje się jako monolityczne układy scalone[4].
Jedną z podstawowych cech procesora jest określona długość (liczbabitów)słowa, na którym wykonuje on podstawowe operacje obliczeniowe. Jeśli przykładowo słowo tworzą 64 bity, to taki procesor określany jest jako64-bitowy. Innym ważnym parametrem określającym procesor jest szybkość, z jaką wykonuje on rozkazy. Przy danej architekturze procesora, szybkość ta w znacznym stopniu zależy od czasu trwania pojedynczego taktu[5], a więc głównie od częstotliwości jegotaktowania.
Procesor bywa też nazywany jednostką centralną, centralną jednostką obliczeniową lub centralną jednostką przetwarzającą (poprzez tłumaczenie angielskiego wyrażeniacentral processing unit (CPU) w sposób niemal dosłowny). Część użytkowników „jednostkę centralną” kojarzy jednak z handlowym terminem określającymjednostkę systemową komputera – złożoną z procesora,płyty głównej,kart rozszerzeń,pamięci operacyjnej,dysków twardych i innych elementów zamkniętych we wspólnejobudowie – nieobejmującym urządzeń peryferyjnych (monitora, klawiatury, drukarki).
W funkcjonalnej strukturze procesora można wyróżnić:
Jednym z kluczowych parametrów procesora jest rozmiar elementów tworzących jego strukturę. Zmniejszanie tych rozmiarów pozwala obniżyć zużycie energii i napięcie pracy oraz zwiększyć maksymalną częstotliwość taktowania. W 2012 roku firmaIntel wprowadziła procesory wykonane w procesie technologicznym 22 nm (Ivy Bridge), a w czwartym kwartale 2014 roku – 14 nm (Core M)[6].
W 2025 roku Intel zaprezentował procesory z seriiCore Ultra 200S (o nazwie kodowejArrow Lake-S), produkowane przezTSMC z wykorzystaniem zaawansowanych technik litograficznych: N3B (3 nm) dla kafelków obliczeniowych, N5P (5 nm) dla kafelków graficznych oraz N6 (6 nm) dla modułówSoC i I/O. Poszczególne komponenty połączono z użyciem technologii Foveros 3D, umożliwiającej układanie warstw krzemowych w strukturze trójwymiarowej[7].
W 2019 roku firmaAMD wprowadziła na rynek pierwsze procesory o mikroarchitekturzeZen 2, wykonane w litografii 7 nm w zakładachTSMC.
Aby ograniczyć ryzyko powstawania defektów w tak miniaturowych strukturach, fabryki półprzewodników muszą dysponować pomieszczeniami o wyjątkowo wysokim poziomie czystości, co znacząco podnosi koszty produkcji.
Współcześnie większość procesorów ma wielordzeniową budowę. Pierwszym procesorem wielordzeniowym ogólnego przeznaczenia był procesor Power 4 firmy IBM wprowadzony na rynek w roku 2001. Pierwszymi procesorami wielordzeniowymiarchitektury x86 były wersje procesorówOpteron firmy AMD i Pentium Extreme Edition firmy Intel wprowadzone w kwietniu 2005 roku.
Modelem firmy Intel z niższej półki cenowej, który kontynuował ten trend byłIntel Pentium D, chwilę później największy konkurent Intela, czyliAMD, wprowadził do sprzedaży popularny model procesora dwurdzeniowego o nazwieAthlon 64 X2. Dużą popularność zyskał dopieroIntel Core 2 Duo zbudowany na bazie architekturyConroe (65 nm). Niedługo później pojawił się także 4-rdzeniowy układ Intel Core 2 Quad.
CPU mają rdzenie taktowane zegarem nawet 6 GHz (np. Intel Core i9-14900KS), lecz nie występuje już wyraźny wzrost taktowania w kolejnych generacjach procesorów. Szybkość obliczeń jednak wzrasta dzięki zwiększaniu liczby tranzystorów i rdzeni w procesorach.
Intel iAMD oferują obecnie procesory o zróżnicowanej liczbie rdzeni. W segmencie podstawowym dostępne są modele czterordzeniowe (Intel Core i3 orazAMD Ryzen 3), sześciordzeniowe (Intel Core i5 orazAMD Ryzen 5) oraz ośmiordzeniowe (AMD Ryzen 7). W ofercie znajdują się również jednostki o wyższej liczbie rdzeni, takie jakIntel Core i7 iIntel Core i9 z 24 rdzeniami orazAMD Ryzen 9 z 12–16 rdzeniami w wersjach desktopowych.
Do segmentu wysokowydajnych procesorów należą m.in. modele AMD Threadripper PRO 9000WX (do 96 rdzeni) oraz Threadripper 9000 (do 64 rdzeni)[8]. W zastosowaniach profesjonalnych i serwerowych wykorzystywane są jednostki, takie jakIntel Xeon 6900P, wyposażone w maksymalnie 128 rdzeni.
Projektanci procesorów próbują także innych metod zwiększania wydajności procesorów, na przykładhyper-threading, gdzie każdy rdzeń może się zachowywać jak dwa procesory logiczne, dzielące między siebie zasobypamięci podręcznej i jednostek wykonawczych. Gdy jeden z konkurujących ze sobą procesów pozostawia niewykorzystane zasoby, proces przypisany do drugiego procesora logicznego może ich użyć, co w sprzyjających okolicznościach może prowadzić do sumarycznego wzrostu wydajności od kilku do kilkunastu procent.
W roku 2007 Intel zaprezentował testy układu scalonegoIntel Polaris wyposażonego w 80 rdzeni ogólnego przeznaczenia, który osiągnął wydajność 1,01TFLOPS.
Komputer (w szczególnościkomputer osobisty) oprócz procesora głównego (CPU) ma zwykle procesory pomocnicze: obrazu (GPU, najnowsze konstrukcje pozwalają na integrację CPU z GPU wAPU), dźwięku,koprocesory arytmetyczne (od lat 90. na ogół są zintegrowane z CPU).
Do typowychrozkazów wykonywanych przez procesor należą:
Rozkazy dla procesora identyfikowane są na podstawie binarnegokodu maszynowego, jednak dany kod nie musi oznaczać wykonywania tych samych operacji przez procesor do tego samego (lub innego) zadania. W tym celu, w procesorach niedostępnych masowo, można spotkać możliwość programowania rozkazów CPU, czylimikroprogramowania. Rozwiązanie takie daje pełniejszą kontrolę nad procesorem oraz możliwość zwiększenia wydajności procesora w pewnych zastosowaniach, w stopniu znacznie większym niż w przypadku powszechnie dostępnych procesorów, w których kody maszynowe są na stałe przypisane do odpowiednich ciągów mikrorozkazów (mikroinstrukcji).
Głównymi producentami procesorów są:Fujitsu,AMD,Intel,Toshiba,IBM,Freescale (dawniej jakoMotorola),Texas Instruments,VIA Technologies,Qualcomm,Apple,nvidia.
 | Zobacz hasłoprocesor w Wikisłowniku |
 | Zobacz publikację Od lamera do hakera/Procesor w Wikibooks |
| Niezbędne elementy składowe | |
|---|---|
| Jednostka systemowa | |
| Urządzenia peryferyjne wewnętrzne | |
| Urządzenia peryferyjne zewnętrzne |
