میکروپروسسور
واحد مدیریت حافظه شامل مدارات قطعه بندی و صفحه بندی جهت ترجمه آدرس های منطقی داخلی به آدرس های فیزیکی خارجی که واحد مسیر می تواند در تولید سیکل از آنها استفاده نماید، می باشد. آدرس های منطقی که توسط نرم افزار و واحدهای داخلی جهت دنبال نمودن اطلاعات پردازش شده مورد استفاده قرار می گیرند توسط مدارات قطعه بندی بنابر درخواست واحد کنترل به آدرس های خطی ترجمه می شوند. اگر صفحه بندی فعال باشد مدارات صفحه بندی درون واحد مدیریت حافظه این آدرس های خطی را به آدرس های فیزیکی ترجمه می کنند. در غیر این صورت آدرس خطی با آدرس فیزیکی برابر می شود. ادرس های فیزیکی به واحد مسیر فرستاده می شوند تا به طور همزمان به دستگاه های دیگر pc شما رسانده شوند.
واحد مسیر مسئول مبادله اطلاعات بین مسیر خارجی میکروپروسسور و واحدهای داخلی میکروپروسسور است. و با در خواست های داخلی سر و کار دارد مانند انتقال داده از واحد کنترل و واکشی دستور العمل از واحد prefetch. بعلاوه واحد مسیر، سیگنال های لازم را جهت اجرای سیکل مسیر میکروپروسسور تولید می کند. این سیگنال ها شامل آدرس داده و سیگنالهای کنترل استفاده شده جهت صحبت با کنترلرها، حافظه و I/O می‌باشند.
هر دستور العمل به طور ترتیبی توسط میکروپروسسور پردازش می شود. جهت افزایش کارایی پردازش دستورالعمل، هر واحد داخلی م یتواند به طور موازی با دیگر واحدها عمل کند. بنابراین چندین دستورالعمل هر کدام در مرحله متفاوتی از اجرا میتوانند به طور همزمان درون میکروپروسسور پردازش شوند. این عمل به عنوان pipeline کردن دستور العمل شناخته می شود.واحد حساب و منطق، مسئول انجام تمام عملیات منطقی و حسابی تعیین شده توسط مجموعه دستور العمل می باشد. که این شامل جمع، تفریق، ضرب ، تقسیم و مقایسه دو عدد( که عملوند نامیده می شوند) می شود. عملوندهای استفاده شده توسط ALU ممکن است در حافظه اصلی مستقر شده باشند که مستلزم درگیر شدن واحد مسیر است یا بطور موقتی در عناصر ذخیره ساز محلی 32 بیتی(کلمه مضاعف) درون میکروپروسسور که به عنوان ثبات ها شناخته می شوند ذخیره شده باشند دریافت عملوندها از این ثبات های روی چیپ (on-chip) خیلی سریع تر( کسری از یک سیکل ساعت) از واکشی عمولندها زا حافظه اصلی که حداقل دو سیکل ساعت وقت می گیرد. می باشد.
واحد کنترل، نقاط ورود ریز دستوالعمل دریافت شده از صف دستورالعمل را ترجمه می کنند. واحد کنترل شامل ریز دستور العمل میکروپروسسور است که مجموعه ای از دستورات سطح پایین داخل میکروپروسسور است که به طور واضح به او می گوید که موقع اجرای یک دستور العمل چه کاری انجام دهد. برای مثال دستورالعمل ADD ریز دستوالعملی دارد که استفاده از واحد حساب و منطق را صریحاً مشخص می کند. به واحد مسیر می گوید که دو قلم (item) داده ای را که باید با یکدیگر جمع شوند از حافظه واکشی نماید و نتیجه را در محل دیگری در حافظه ذخیره نماید. بسیاری از دستورالعمل ها می تواند رد یک سیکل ساعت اجرا شوند زیرا انها تنها دارای یک خط ریز دستورالعمل هستند.
واحد رمز گشایی دستورالعمل ها را از صف prefetch می گیرد و انها را به فرایند دو مرحله ای ترجمه می کند: سیگنال های کنترل سطح پایین و نقاط ورودی ریز دستورالعمل.سپس دستور العمل های از رمز در امده در یک صف دستورالعمل ذخیره یم شوند تا هنگامی که توسط واحد کنترل مورد درخواست واقع شوند. اغلب دستورالعملهای میکروپروسسورمی توانند در یک سیکل ساعت رمز گشایی شوند.
واحد prefetch مسئول مشغول نگهداشتن بقیه قسمت های میکروپورسسور به پردازش دستورالعمل ها و داده ها است. وقتی واد مسیر در حال اجرای سیکل های مسیر برای اجرای یک دستورالعمل نیست، واحد prefetch از واحد مسیر برای واکشی ترتیبی دستورالعملهای بعدی برای استفاده توسط واحدهای دیگر سود می برد. دستورالعمل های prefetch شده رد ناحیه انتظار مخصوصی در میکروپورسسور که به عنوان صف prefetch شناخته می شود، ذخیره می شوند. زمان prefetch کردن دستورالعمل به زمانی تقریباً برابر صفر یعنی مقدار زمانی که واحدهای دیگر در میکروپورسسور باید منتظر دستورالعمل بعدی شوند، کاهش می یابد.