CPU-modulet er opdelt i tre dele, nemlig kombinationslogikken af funktioner, der udfører operationer på bits, hukommelseselementerne (registrene), der gemmer bits, og clock-signalet, der styrer opdateringen af hukommelseselementer. En CPU's grundlæggende opgave er at udføre instruktioner, og for en computer er de i sidste ende en serie af '0'er' og '1'ere'. CPU'en kan logisk opdeles i tre moduler: kontrolenhed, betjeningsenhed og lagerenhed, som er forbundet via CPU'ens interne bus.
CPU er en type integreret kredsløb i stor skala, der er kernen i computerdrift og kontrol. Dens funktion er at fortolke computerinstruktioner og behandle data i computersoftware. SMIC-processoren omfatter aritmetiske logiske komponenter, registerkomponenter og kontrolkomponenter og har funktioner såsom behandlingsinstruktioner, udførelse af operationer, styring af tid og behandling af data.
Hovedkomponenterne i CPU-modulet er som følger:
1. Kontrolenhed
Kontrolenheden er kommando- og kontrolchippen for hele CPU'en. Det er meget vigtigt at koordinere den velordnede drift af hele computeren gennem instruktionsregisteret IR, instruktionsdekoder-ID og operationscontroller OC. Den henter sekventielt hver instruktion fra hukommelsen baseret på brugerens forudprogrammerede program, placerer den i instruktionsregisteret IR og bestemmer den operation, der skal udføres gennem instruktionsdekodning (analyse). Derefter sender driftscontrolleren OC mikrodriftskontrolsignaler til de tilsvarende komponenter i overensstemmelse med den fastlagte timing. OC's styrelogik inkluderer en slagimpulsgenerator, en kontrolmatrix, en klokpulsgenerator, et nulstillingskredsløb og et startstopkredsløb.
2. Betjeningsenhed
Det er kernen i algoritmen. Den kan udføre aritmetiske operationer (herunder grundlæggende operationer såsom additions- og subtraktionsmultiplikatorer og deres yderligere operationer) og logiske operationer (herunder skift, logiske tests eller binære sammenligninger). I forhold til kontrolenheden modtager operatøren instruktioner fra styreenheden og skrider til handling. Det vil sige, at alle operationer udført af betjeningsenheden er styret af styresignaler sendt af styringsenheden, så det er den udførende del.
3. Opbevaringsenhed
CPU-modulets lagerenhed inkluderer CPU'en on-chip cache og registergruppe, som er midlertidige lagerpladser for data i CPU'en. Den gemmer data, der venter på at blive behandlet eller allerede er blevet behandlet. Den tid, det tager for CPU'en at få adgang til registre, er kortere end den tid, det tager at få adgang til hukommelsen. Ved at bruge registre kan antallet af gange, CPU'en får adgang til hukommelsen, reduceres, og derved forbedre CPU'ens arbejdshastighed. På grund af begrænsninger i chipareal og integration er kapaciteten i registergruppen dog ikke stor. Registergrupper kan opdeles i specialregistre og generelle registre. Funktionen af dedikerede registre er fast, og de tilsvarende data gemmes separat. Universalregistre er meget udbredte og kan indstilles af programmører. Antallet af registre til generelle formål varierer afhængigt af mikroprocessoren.