La unidad central de procesamiento (CPU) es el cerebro de una computadora. Maneja todos los cálculos en el sistema realizando un cálculo aritmético a la vez: suma, resta, multiplicación o división. El Atmega128® es una unidad de microcontrolador que utiliza velocidades de aproximadamente 1 millón de instrucciones por segundo (MIPS) por megahercio (MHz) de velocidad de reloj. Esto significa que cuando se ejecuta a 1.0MHz, el chip puede calcular aproximadamente un millón de soluciones aritméticas cada segundo.
Más allá de su velocidad de reloj en bruto, una CPU no es nada sin su memoria. Sin la capacidad de almacenar los datos calculados, las soluciones se perderían instantáneamente. El Atmega128® contiene 128 kilobytes de memoria flash incorporada y, además, contiene cuatro kilobytes de memoria de solo lectura programable y borrable electrónica (EEPROM). EEPROM almacena la información del sistema de entrada y salida binaria (BIOS) para la computadora, a la que está conectado el chip. El BIOS actúa como un sistema operativo de bajo nivel, controlando el hardware conectado al sistema.
El Atmega128® se conecta a la placa base del sistema informático. Si la CPU es el cerebro del sistema, la placa base es la columna vertebral: todos los componentes del sistema informático se conectan con ella. El Atmega128® se conecta a la placa base a través de una conexión de 64 pines. Esto significa que el Atmega128® solo es compatible con placas base que admitan esta conexión de 64 pines.
Al igual que con todos los dispositivos electrónicos, el Atmega128® requiere un flujo constante de energía para funcionar. Funciona con un voltaje de 4.5 a 5.5 voltios. La fuente de alimentación de la computadora proporciona esta energía, y la información establecida en el BIOS del sistema almacenada en la EEPROM del chip de la CPU establece el valor específico de voltaje.
La frecuencia máxima de funcionamiento del microprocesador Atmega128® es de 16 MHz. Nuevamente, la velocidad específica del chip generalmente se establece a través del BIOS de la unidad. En general, cuanto más rápido funciona un chip, más energía y calor produce. A la velocidad completa de 16MHz, el Atmega128® será capaz de ejecutar 16 millones de instrucciones por segundo.
Además de requerir un nivel específico de voltaje, cada chip de CPU tiene una temperatura de funcionamiento específica. Las temperaturas inferiores al mínimo evitarán que las señales electrónicas fluyan a través del chip y las temperaturas superiores al máximo distorsionarán el propio chip, haciendo imposible el paso de las señales. El rango del Atmega128® es de -40 a 85 grados Celsius (-40 a 185 Fahrenheit). Sin embargo, como con toda la electrónica, correr más hacia el extremo inferior de esa escala prolongará la vida útil del chip.