El procesamiento de múltiples núcleos se refiere al uso de múltiples microprocesadores, llamados «núcleos», que se construyen en una sola matriz de silicio. El chip se monta en la placa base de una computadora exactamente de la misma manera que una CPU tradicional. No hay nada nuevo en el concepto de encadenar procesadores, una técnica conocida como multiprocesamiento; sin embargo, un procesador de múltiples núcleos es un poco diferente. Un procesador de múltiples núcleos actúa como una sola unidad. Como tal, es más eficiente y establece una plataforma estandarizada, para la cual se puede desarrollar fácilmente software producido en masa.
El diseño de un procesador de múltiples núcleos permite que cada núcleo se comunique con los demás, de modo que las tareas de procesamiento se puedan dividir y delegar de manera adecuada. Sin embargo, la delegación real la dicta el software. Cuando se completa una tarea, la información procesada de todos los núcleos se devuelve a la placa base a través de un solo conducto compartido. Este proceso a menudo puede mejorar significativamente el rendimiento en un procesador de un solo núcleo de velocidad comparable. El grado de mejora del rendimiento dependerá de la eficiencia del código de software que se esté ejecutando.
Además de la velocidad bruta, estos nuevos chips aumentan enormemente la cantidad de tareas múltiples que pueden realizar las computadoras. Inicialmente, las aplicaciones prácticas de los procesadores de múltiples núcleos estaban muy limitadas, porque muchos productos de software de la época no estaban diseñados para aprovecharlos al máximo. La brecha se cerró rápidamente, ya que una nueva generación de sistemas operativos estuvo disponible, junto con nuevas generaciones de software comercial, incluidos juegos, productos de simulación e incluso aplicaciones de productividad de oficina. Los desarrolladores de software cambiaron rápidamente sus prioridades para aprovechar al máximo el nuevo hardware.
El procesamiento de múltiples núcleos ha interrumpido la carrera en curso entre los diseñadores de chips para crear procesadores cada vez más rápidos. Al usar múltiples núcleos más lentos, es posible lograr velocidades de reloj más altas de manera más eficiente que diseñando procesadores individuales súper rápidos. Cuando las computadoras personales que usaban tecnología de procesamiento de múltiples núcleos estuvieron disponibles por primera vez para los consumidores en 2003 y 2004, las nuevas CPU presentaban solo procesadores de doble núcleo. Esto cambió rápidamente en los años siguientes, y el procesamiento de múltiples núcleos se convirtió en el estándar. Los procesadores quad-core y octo-core permitirán entonces chips que contengan literalmente cientos de núcleos, o más.
El procesamiento de múltiples núcleos no se limita al ámbito de las computadoras personales. Muchos otros dispositivos electrónicos, incluidas las consolas de juegos, la electrónica industrial, las supercomputadoras, así como los componentes de hardware de PC, como los procesadores gráficos en las tarjetas de video, están adoptando esta tecnología a medida que se vuelve cada vez más común y asequible.