CPU

CPU saniyede milyarlarca kez basit bir döngü çalıştırır: bellekteki bir sonraki talimatı getir (fetch), çöz (decode), yürüt (execute); örneğin iki sayıyı topla ya da başka bir talimata atla; sonra sonucu sakla. Gigahertz ile ölçülen saat hızı, saniyede kaç döngü tamamladığıdır; ama modern CPU'lar aynı anda birkaç talimat da çalıştırır ve bir programın hangi dala sapacağını tahmin eder.

Bugünün işlemcileri, her biri kendi thread'ini çalıştırabilen eksiksiz bir CPU olan birkaç çekirdek (core) içerir; birçok çekirdek de eşzamanlı çoklu iş parçacığıyla (simultaneous multithreading) aynı anda iki thread çalıştırabilir. Çekirdeklerle çok daha yavaş ana bellek arasında küçük ve çok hızlı önbellekler (L1, L2 ve L3) bulunur, çünkü aksi takdirde RAM'i beklemek CPU'nun zamanının çoğunu boşa harcardı.

Bir CPU'nun anladığı talimatlar mimarisiyle tanımlanır. Intel ve AMD'nin x86-64'ü PC'lere ve sunuculara hâkimdir; ARM telefonlara hâkimdir ve artık Apple'ın M serisi çipleri gibi dizüstü bilgisayarlarda ve bulut sunucularında yaygındır; RISC-V ise gömülü cihazlarda büyüyen açık bir mimaridir. Derlenmiş programların, üzerinde çalışacakları mimari için derlenmesi gerekir.

Sık yapılan bir yanlış, daha yüksek saat hızının her zaman daha hızlı bir bilgisayar demek olduğunu düşünmektir. Performans ayrıca her döngüde ne kadar iş yapıldığına, çekirdek sayısına, önbellek boyutlarına ve bellek hızına bağlıdır; birçok program da aynı anda yalnızca tek bir çekirdek kullanabilir; bu yüzden daha az ama daha hızlı çekirdekleri olan bir çip, çok sayıda yavaş çekirdeği olanı geçebilir.