Sebuah
unit pusat pengolahan (CPU), juga disebut sebagai unit prosesor sentral, adalah hardware dalam suatu sistem komputer atau smartphone yang melaksanakan instruksi dari sebuah program komputer dengan melakukan aritmatika dasar, logis, dan
input / output operasi dari sistem. Istilah telah
digunakan dalam industri komputer setidaknya sejak awal 1960-an. Bentuk, desain, dan
implementasi dari CPU telah berubah selama sejarah
mereka, tapi operasi fundamental
mereka tetap sama.
Pada mesin besar, CPU memerlukan satu atau lebih papan sirkuit. Pada komputer pribadi dan workstation kecil, CPU ditempatkan dalam sebuah chip silikon tunggal yang disebut mikroprosesor. Sejak 1970-an kelas mikroprosesor CPU telah hampir sepenuhnya diambil alih semua implementasi CPU lainnya. CPU modern besar sirkuit terpadu skala dalam paket biasanya kurang dari empat sentimeter persegi, dengan ratusan menghubungkan pin.
Dua komponen khas dari CPU adalah logika aritmatika unit (ALU), yang melakukan operasi aritmatika dan logika, dan unit kontrol (CU), yang ekstrak instruksi dari memori dan decode dan mengeksekusi mereka, menyerukan ALU bila diperlukan.
Tidak semua sistem komputasi bergantung pada satu unit pengolah pusat. Sebuah prosesor array atau vektor prosesor memiliki beberapa elemen komputasi paralel, dengan tidak ada satu unit dianggap sebagai "pusat". Dalam model komputasi terdistribusi, masalah ini diselesaikan dengan satu set saling didistribusikan dari prosesor.
Pada mesin besar, CPU memerlukan satu atau lebih papan sirkuit. Pada komputer pribadi dan workstation kecil, CPU ditempatkan dalam sebuah chip silikon tunggal yang disebut mikroprosesor. Sejak 1970-an kelas mikroprosesor CPU telah hampir sepenuhnya diambil alih semua implementasi CPU lainnya. CPU modern besar sirkuit terpadu skala dalam paket biasanya kurang dari empat sentimeter persegi, dengan ratusan menghubungkan pin.
Dua komponen khas dari CPU adalah logika aritmatika unit (ALU), yang melakukan operasi aritmatika dan logika, dan unit kontrol (CU), yang ekstrak instruksi dari memori dan decode dan mengeksekusi mereka, menyerukan ALU bila diperlukan.
Tidak semua sistem komputasi bergantung pada satu unit pengolah pusat. Sebuah prosesor array atau vektor prosesor memiliki beberapa elemen komputasi paralel, dengan tidak ada satu unit dianggap sebagai "pusat". Dalam model komputasi terdistribusi, masalah ini diselesaikan dengan satu set saling didistribusikan dari prosesor.
Adapun
fungsi
utama CPU adalah melakukan berbagai operasi, termasuk operasi
aritmatika dan logika terhadap data yang datang dari memori atau informasi yang
dimasukkan melalui perangkat keras, seperti papan ketik (Keyboard), pemindai,
tuas kontrol, maupun tetikus.
CPU dikontrol menggunakan sekumpulan instruksi perangkat lunak komputer. Perangkat lunak tersebut dapat dijalankan oleh CPU dengan membacanya dari media penyimpan, seperti cakram keras, disket, cakram padat, maupun pita perekam. Instruksi-instruksi tersebut kemudian disimpan terlebih dahulu pada memori fisik (RAM), yang mana setiap instruksi akan diberi alamat unik yang disebut alamat memori. Selanjutnya, CPU dapat mengakses data-data pada RAM dengan menentukan alamat data yang dikehendaki.
Saat sebuah program dieksekusi, data mengalir dari RAM ke sebuah unit yang disebut dengan bus, yang menghubungkan antara CPU dengan RAM. Data kemudian didekode dengan menggunakan unit proses yang disebut sebagai pendekoder instruksi yang sanggup menerjemahkan instruksi. Data kemudian berjalan ke unit aritmatika dan logika (ALU) yang melakukan kalkulasi dan perbandingan.
Data bisa jadi disimpan sementara oleh ALU dalam sebuah lokasi memori yang disebut dengan register supaya dapat diambil kembali dengan cepat untuk diolah. ALU dapat melakukan operasi-operasi tertentu, meliputi penjumlahan, perkalian, pengurangan, pengujian kondisi terhadap data dalam register, hingga mengirimkan hasil pemrosesannya kembali ke memori fisik, media penyimpan, atau register apabila akan mengolah hasil pemrosesan lagi. Selama proses ini terjadi, sebuah unit dalam CPU yang disebut dengan penghitung program akan memantau instruksi yang sukses dijalankan supaya instruksi tersebut dapat dieksekusi dengan urutan yang benar dan sesuai.
CPU dikontrol menggunakan sekumpulan instruksi perangkat lunak komputer. Perangkat lunak tersebut dapat dijalankan oleh CPU dengan membacanya dari media penyimpan, seperti cakram keras, disket, cakram padat, maupun pita perekam. Instruksi-instruksi tersebut kemudian disimpan terlebih dahulu pada memori fisik (RAM), yang mana setiap instruksi akan diberi alamat unik yang disebut alamat memori. Selanjutnya, CPU dapat mengakses data-data pada RAM dengan menentukan alamat data yang dikehendaki.
Saat sebuah program dieksekusi, data mengalir dari RAM ke sebuah unit yang disebut dengan bus, yang menghubungkan antara CPU dengan RAM. Data kemudian didekode dengan menggunakan unit proses yang disebut sebagai pendekoder instruksi yang sanggup menerjemahkan instruksi. Data kemudian berjalan ke unit aritmatika dan logika (ALU) yang melakukan kalkulasi dan perbandingan.
Data bisa jadi disimpan sementara oleh ALU dalam sebuah lokasi memori yang disebut dengan register supaya dapat diambil kembali dengan cepat untuk diolah. ALU dapat melakukan operasi-operasi tertentu, meliputi penjumlahan, perkalian, pengurangan, pengujian kondisi terhadap data dalam register, hingga mengirimkan hasil pemrosesannya kembali ke memori fisik, media penyimpan, atau register apabila akan mengolah hasil pemrosesan lagi. Selama proses ini terjadi, sebuah unit dalam CPU yang disebut dengan penghitung program akan memantau instruksi yang sukses dijalankan supaya instruksi tersebut dapat dieksekusi dengan urutan yang benar dan sesuai.
