বছরের পর বছর নানাভাবে উন্নীত পরিমার্জিত বিভিন্ন সংস্করন করার ফলে এতে নকশা আকৃতিগত এবং বাস্তবায়নে বৈপ্লবিক পরিবর্তন এসেছে কিন্তু এর মূল কাজের ধরন একই রকম রয়ে গেছে
সিপিইউর প্রধান উপাদানগুলোর মধ্যে আছে এএলইউ গাণিতিক যুক্তি অংশ সিইউ নিয়ন্ত্রন অংশ
এএলইউ গাণিতিক এবং যুক্তিমুলক কাজগুলো সম্পাদন করে আর সিইউ স্মৃতি থেকে নির্দেশনা নেয় নির্দেশনাগুলোর সংকেত উদ্ধার করে সেগুলোকে সম্পাদন করে এবং প্রয়োজন মতে এএলইউ থেকে সেবা ব্যবহার করে
বর্তমানের আধুনিক সিপিইউগুলো মাইক্রোপ্রসেসরে তৈরী মানে একটি মাত্র সমন্বিত চিপে এদের অবস্থান
কিছু কিছু কম্পিউটারে দেখা যায় একের অধিক সিপিইউ রয়েছে একটি মাত্র চিপে যার মানে এগুলো বহুমাত্রিক প্রক্রিয়াকরন করতে সক্ষম
তাই এগুলোকে বহুউৎস বিশিষ্ট প্রক্রিয়াকরন ইউনিট বলে
সমস্ত সমন্বিত চিপে সিপিইউর পাশাপাশি মেমোরি পেরিফেরাল ডিভাইসগুলো এবং অন্যান্য কম্পিউটারের উপাদানগুলো থাকতে পারে
এরূপ যন্ত্রাংশগুলোকে বিভিন্নভাবে ডাকা হয় যেমন মাইক্রোকন্ট্রোলার বা সিস্টেম অন এ চিপ
বিভিন্ন কাজ সম্পাদনের জন্য প্রত্যেক সময় এনিয়াকের মত কম্পিউটারগুলোর তার পরিবর্তন করতে হত যার ফলে একে স্থির প্রোগ্রামের কম্পিউটার বলে ডাকা হত
যেহেতু সিপিইউ শব্দটি প্রোগ্রাম নির্বাহ করার সাথে জড়িত সেহেতু সত্যিকারের সিপিইউ বলা যায় এমন যন্ত্রাংশ এসেছে সংরক্ষিত প্রোগ্রাম কম্পিউটারের অগ্রগতির সময়
সংরক্ষিত প্রোগ্রাম কম্পিউটারের ধারণা এনিয়াকের নকশা করার সময়ও জে প্রেসপার একার্ট এবং জন উইলিয়াম মছলির ছিল কিন্তু এনিয়াক তাড়াতাড়ি শেষ করার জন্য এই ধারনাটা বাদ দেয় হয়
সালের শে জুন এনিয়াক তৈরির পূর্বে গণিতবিদ জন ভন নিউম্যান তার নিবন্ধ s o eo o e প্রকাশ করেন
এটি ছিল সংরক্ষিত প্রোগ্রাম কম্পিউটারের সারসংক্ষেপ যার কাজ সালের আগষ্টে শেষ হয়
এডভাকের নকশা করা হয় এমনভাবে যাতে এটি বিভিন্ন নির্দিষ্ট নির্দেশনা বা কার্যাবলি সম্পাদন করতে পারে
লক্ষনীয়ভাবে এই প্রোগ্রামটি উচ্চ গতি সম্পন্ন কম্পিউটার স্মৃতিতে সংরক্ষন হত তারের অদল বদলের পরিবর্তে
এর ফলে এনিয়াকে নতুন কাজ করতে গেলে যে তারের অদল বদল করা হত তার লাঘব হয়
আর নিউম্যানের তৈরী করা প্রোগ্রামের ক্ষেত্রে শুধু স্মৃতিতে থাকা প্রোগ্রামের পরিবর্তন করেই নতুন কাজ সম্পন্ন করা যেত
কিন্তু সংরক্ষিত প্রোগ্রাম কম্পিউটার হিসেবে এডভাকেই প্রথম বলা যাবে না ম্যানচেষ্টার স্মলস্কেল এক্সপেরিমেন্টাল মেশিন একটি ছোট পরীক্ষামূলক সংস্করন সালের শে জুন প্রথম এধরনের প্রোগ্রাম চালায় এবং ম্যানচেষ্টার মার্ক সালের জুন রাতে প্রথম প্রোগ্রাম চালায়
প্রথমদিকের সিপিইউগুলো প্রয়োজন অনুসারে নকশা করা হত কখনো বড় কম্পিউটার অনুযায়ী কখনো শুধু একটি কম্পিউটারে কাজে লাগবে এমন হিসেবে
কিন্তু এর ব্যবহার কমে যায় যখন একই প্রসেসর দিয়ে অনেক কাজ করা যেত
সমন্বিত সার্কিট ট্রান্জিষ্টরে ব্যবহারের জন্য পৃথকভাবে মেইনফ্রেম এবং মিনিকম্পিউটারের যুগে এই নির্দিষ্ট মানের প্রসেসর জনপ্রিয় হয়ে উঠে
সমন্বিত সার্কিটের কারণেই জটিল নকশার সিপিইউ তৈরি করা সহজ হয়ে ওঠে
সেইসাথে যন্ত্রাংশ দিন দিন ছোট হতে থাকে এবং আরো জটিল নকশার সিপিইউ তৈরি সম্ভব হয়
বর্তমানের আধুনিক ঘরানার জীবনযাপনে ডিজিটাল যন্ত্রাংশগুলো আগের কম্পিউটারের সীমাবদ্ধ ব্যবহার পেছনে ফেলে এসেছে
বাচ্চাদের খেলনা ফোন থেকে শুরু করে অটোমোবাইলে অত্যাধুনিক মাইক্রোপ্রসেসরগুলো পাওয়া যায়
ভন নিউম্যানকে তার এডভাক নকশায় সংরক্ষিত প্রোগ্রাম কম্পিউটারের জন্য স্মরণ করা হয়
কিন্তু আরো কয়েকজন আছেন যারা একই ধারণা প্রয়োগ করেছিলেন
হার্ভাড মার্ক এর যিনি নকশা প্রনয়নকারী যা এডভাকেরও আগে তৈরী হয়
এতেও একই সংরক্ষিত প্রোগ্রামের নকশা ব্যবহার করা হয় কিন্তু এতে পাঞ্চড পেপার টেপ ব্যবহার করা হয় বৈদ্যুতিক স্মৃতির বদলে
মূল পার্থক্য হল হার্ভাড মার্কে স্টোরেজ এবং সিপিইউর নির্দেশনা ও ডেটা ব্যবস্থাপনা পৃথকভাবে হয়
কিন্তু ভন নিউম্যানের এডভাকে দুটোই ব্যবহার করা হয় একই স্মৃতিতে
বর্তমানের নকশা করা সিপিইউগুলো ভন নিউম্যানের করা নকশা অনুসরন করে
হার্ভাডের নকশা করাগুলোও দেখা যায় যেমন এটমেল এভিআর মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলো হার্ভাডের নকশা করা
রিলে এবং ভ্যাকুয়াম টিউবগুলো ব্যবহার করা হত সুইচিংয়ের উপাদান হিসেবে একটি কম্পিউটারের হাজার বা দশ হাজারের মত সুইচিং লাগত
সুইচের দ্রুততার উপর নির্ভর করত সিস্টেমের দ্রুততা
টিউব দিয়ে চালানো কম্পিউটার যেমন এডভাক গড়ে আট ঘন্টার মত অচল থাকত যেখানে রিলে দিয়ে চালানো কম্পিউটার যেমন হার্ভাড মার্ক খুব কমই অচল থাকত তবে সেগুলো ধীরগতির ছিল
কিন্তু শেষে টিউব ভিত্তিক কম্পিউটারই মুখ্য হয়ে উঠে
বর্তমান মাইক্রোপ্রসেসরের তুলনায় সেগুলোর ক্লক হার ছিল খুবই কম
সে সময় কিলোহার্টজ থেকে মেগাহার্টজ গতি ছিল খুবই সাধারন বেশি গতি নির্ভর করত সুইচিং ডিভাইসের উপর যেগুলো দিয়ে কম্পিউটারটি বানানো হত
সিপিইউতে ব্যবহৃত যন্ত্রাংশের বিকল্প এবং প্রযুক্তিগত উদ্ভবের কারণে সিপিইউর নকশা দিন দিন জটিল হতে থাকে
এতে করে আরো ছোট এবং নির্ভরযোগ্য বৈদ্যুতিক যন্ত্রাংশ তৈরী সহজ হয়
প্রথম এধরনের অগ্রগতি দেখা যায় ট্রানজিষ্টরের উদ্ভবের পর
দশকে ট্রানজিষ্টর দিয়ে বানানো সিপিইউ আগের মত বড় অনির্ভরযোগ্য এবং ভঙ্গুর হত না
এই সুবিধার কারণে আরো জটিল এবং নির্ভরযোগ্য সিপিইউ তৈরী করা শুরু হয় যেগুলোতে এক বা একাধিক আলাদা আলাদা উপাদান থাকত
এই সময়ে একটি উৎপাদন পদ্ধতি আবিষ্কার করা হয় যাতে আন্তঃসংযোগের মাধ্যমে ট্রানজিষ্টরগুলো ছোট জায়গায় বসানো হত
একটি সমন্বিত সার্কিটে সেমিকন্ডাক্টর নির্ভর চিপে বড় পরিমানের ট্রানজিষ্টর বসিয়ে উৎপাদন করা হত
প্রথমে খুব সাধারণ বিশেষত্বহীন ডিজিটাল সার্কিটগুলো সমন্বিত সার্কিটে বসানো হত যেমন নর গেট
এই বিশেষত্বের কারণে সমন্বিত সার্কিটগুলোকে ছোটমাপের অঙ্গিভূতকরন যন্ত্রাংশ বলে ডাকা হত
পুরো একটা এসএসআই সমন্বিত সার্কিট সংবলিত সিপিইউ তৈরী করতে হাজার হাজার স্বতন্ত্র চিপের প্রয়োজন হত
কিন্তু তবুও তা খুব কম জায়গা এবং শক্তি খরচ করত আগের পৃথক ট্রানজিষ্টর নকশাগুলোর থেকে
সময়ের সাথে সাথে মাইক্রো বৈদ্যুতিক প্রযুক্তি উন্নয়ন হতে লাগল সেই সাথে একটি সিপিইউ তৈরী করতে ট্রানজিষ্টরের ব্যবহার বাড়তে লাগল এতে করে স্বতন্ত্র সমন্বিত সার্কিটের ব্যবহার কমে গেল
মধ্যম আকারের এবং বড় আকারের সমন্বিত সার্কিটে ট্রানজিষ্টরের ব্যবহার শত থেকে হাজারে বেড়ে দাড়াল
সালে আইবিএম সিস্টেম কম্পিউটার নকশা আনল যা ব্যবহার করা হয়েছিল বেশ কিছু কম্পিউটারে ধারাবাহিকভাবে
এগুলো কিছু প্রোগ্রাম চালাতে পারত ভিন্ন ভিন্ন গতি ও দ্রুততায়
এটি গুরুত্বপূর্ন ছিল এই কারণে যে তখন এক কম্পিউটার অন্যটির সাথে মিলতো না এমনকি একই প্রতিষ্ঠানের হলেও
এই সুবিধা অব্যাহত রাখার জন্য আইবিএম মাইক্রোপ্রোগ্রাম প্রায়শই মাইক্রোকোড হিসেবে ডাকা হয় ধারনাটি ব্যবহার শুরু করে
এটি বর্তমানেও আধুনিক সিপিইউগুলোতে বহুলাংশে দেখা যায়
সিস্টেম কম্পিউটার নকশাটি এত জনপ্রিয় হয় যে এটি মেইনফ্রেম কম্পিউটারের বাজারও কয়েক দশকের জন্য দখল করে বসে
একই বছরে সালে ডিজিটাল ইকুইপমেন্ট কর্পোরেশন বাজারে আনে একই ধারনায় প্রভাবিত একটি কম্পিউটার যা বিজ্ঞান ও গবেষনাকারীদের লক্ষ্য করে বানানো হয় এর নাম পিডিপি
একই প্রতিষ্ঠান পরে জনপ্রিয় এই ধারার পিডিপি ছাড়ে যখন বড় মাপের সমন্বিত সার্কিট সত্যিকার অর্থে প্রায়োগিক হয়ে উঠে
এর আগে এটি এসএসআই সমন্বিত সার্কিট দিয়ে বানানো হত
এই ধারার আগের মডেলগুলোর তুলনায় পিডিপি তে চারটি বড় মাপের সমন্বিত সার্কিট ব্যবহার করা হয়
ট্রানজিষ্টর দিয়ে বানানো কম্পিউটারগুলোর বেশ কিছু সুবিধা রয়েছে
এর যেমন নির্ভরযোগ্যতা কম শক্তি খরচ সুবিধা আছে তেমনি আছে দ্রুততা কারণ ট্রানজিষ্টরগুলো কম সময়ে সুইচিং করতে পারত টিউব এবং রিলের তুলনায়
এই সময়েই সিপিইউর ক্লক গতি দশ মেগাহার্টজের মত পাওয়া যেত
পৃথক ট্রানজিষ্টর এবং সমন্বিত সার্কিটের সিপিইউর অত্যধিক ব্যবহারের সাথে সাথে একক নির্দেশ বহু ডেটা বা এসআইএমডি ভেক্টর প্রসেসরগুলোর উত্থান দেখা যায়
এই সকল পরিক্ষামূলক নকশাগুলোই পরবর্তীতে সুপারকম্পিউটারগুলোর যুগের উন্মোচন করে যেমনটা ক্রে ইনকর্পোরেটস তৈরী করেছিল
দশকে ফেডেরিকো ফ্যেগিনের নকশা করা পদ্ধতি সিপিইউগুলোর নকশা এবং প্রয়োগিক ব্যবহারে পূর্ন পরিবর্তন আনে
প্রথম বানিজ্যিকভাবে পাওয়া মাইক্রোপ্রসেসরের ইন্টেল সময় থেকে এবং প্রথম ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত মাইক্রোপ্রসেসর ইন্টেল সময় থেকে এই প্রকারের সিপিইউগুলো ব্যবহার সম্পূর্নভাবে প্রচলন শুরু হয় আগের প্রসেসরগুলোর পরিবর্তে
মেইনফ্রেম এবং মিনিকম্পিউটার উৎপাদনকারী প্রতিষ্ঠানগুলো সেই সময় নিজস্ব সমন্বিত সার্কিট উন্নয়নকারী প্রোগ্রাম চালু করে যাতে তাদের পুরনো কম্পিউটারগুলোর নকশা নতুন রূপে রূপান্তর করে
তারা নির্দেশনার সাথে খাপ খায় এমন মাইক্রোপ্রসেসর তৈরি করে যেগুলো পুরনো হার্ডওয়্যার ও সফটওয়্যারের সাথে সাথে নতুনগুলোতেও খাপ খায়
বর্তমানের ব্যক্তিগত কম্পিউটারের অগ্রগতি ও সাফল্যের জন্য সিপিইউ বলতে মাইক্রোপ্রসেসরকেই আমরা বুঝে থাকি
এখন কয়েকটি সিপিইউ একটি মাত্র প্রক্রিয়াকরন চিপে থাকতে পারে
আগের প্রজন্মের সিপিইউগুলো এক বা তার অধিক সার্কিট বোর্ডে পৃথক উপাদান এবং অগনিত ছোট সমন্বিত সার্কিটে বসিয়ে বানানো হত
অন্যদিকে মাইক্রোপ্রসেসরগুলোতে সিপিইউগুলো উৎপাদন করা হয় কম সংখ্যক সমন্বিত সার্কিট দিয়ে সাধারনত মাত্র একটি
একটি মাত্র ডাইয়ে তৈরি সিপিইউ ছোট এবং সংখ্যায় কম হওয়ায় দ্রুত সুইচ করতে পারে
এই কারণেই সিপিইউগুলোর ক্লক রেট মেগাহার্টজ থেকে কয়েক গিগাহার্টজে যেতে সক্ষম হয়