La plus grande puce d'une carte mère est l'unité centrale de traitement (CPU), également appelée microprocesseur ou processeur. Le CPU est responsable du contrôle de tous les autres composants de la carte mère et de l'exécution des instructions du logiciel. C'est le cerveau de l'ordinateur et effectue tous les calculs et traitements nécessaires à l'exécution des programmes. Le processeur est généralement situé au centre de la carte mère et est connecté à d'autres composants via des broches ou un socket.
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