پردازنده‌ی دو هسته‌ای یك سی‌پی‌یو با دو هسته‌ی جداگانه است كه روی یك قالب واحد قرار گرفته‌اند و هركدام نیز كاشه‌ی مخصوص به خود را دارند‎؛ چنین چیزی معادل داشتن دو پردازنده در عوض یك پردازنده است. در یك پردازند‌ی متعارف یا تك هسته‌ای، رشته‌ی دستورالعمل‌ها باید به سی‌پی‌یو خورانده شوند تا بتواند آن‌ها را به ترتیب به اجرا درآورده و سپس برای ارجاع مجدد، آن‌ها را در كاشه‌ی خود ذخیره نماید. هروقت به داده‌ای خارج از كاشه نیاز پیدا شود، این داده از طریق خط حامل سیستم یا از حافظه‌ی كامپیوتر استخراج می‌گردد و یا از ادوات ذخیره‌سازی آن.

دسترسی به این داده‌ها، میزان كارآیی را تا حداكثر سرعتی كه خط حامل یا حافظه یا ادوات ذخیره‌سازی اجازه دهند، كاهش می‌دهد؛ چرا كه سرعت آن‌ها خیلی خیلی كمتر از سرعت سی‌پی‌یو است. این وضعیت در هنگام تعدد وظایف و تكالیف سی‌پی‌یو و‌خیم‌تر می‌شود. در چنین شرایطی، پردازنده مدام باید بین دو جریان داده‌ای و برنامه‌های متناظر آن‌ها رفت و آمد كند. به این ترتیب سی‌پی‌یو از نفس می‌افتد و بازده كامپیوتر كاهش می‌یابد...

در یك پردازنده‌ی دو هسته‌ای، هر كدام از هسته‌ها رشته داده‌های خود را به طور همزمان دریافت می‌كنند تا بازده كامپیوتر بهبود یابد. درست مثل ضرب‌المثل یك دست، صدا ندارد، این صدا را وقتی می‌شنوید كه دو دست داشته باشید. اكنون وقتی یكی از هسته‌ها در حال اجرا كردن باشد، هسته‌ی دیگر در حال دسترسی به خط حامل یا اجرای دستورالعمل‌های محموله‌ی خود است. به این شرایط مطلوب این نكته را نیز اضافه كنید كه سردمداران پردازنده‌های دو هسته‌ای، قابلیت 64 بیتی نیز دارند.

برای استفاده‌ی بهینه از یك پردازنده‌ی دو هسته‌ای، هم سیستم‌عامل باید قابلیت تشخیص چند رشته‌ای را داشته باشد و هم نرم‌افزار مورد نظر باید موازین «فن‌آوری چند‌رشته‌ی همزمان(1)» را رعایت كند. این فن‌آوری امكان چند پردازش موازی را در حالی فراهم می‌آورد كه هر كدام از هسته‌ها به موازات هم دستورالعمل‌های چند رشته‌ای را به اجرا می‌گذارند. بدون فن‌آوری چند‌رشته‌ی همزمان، نرم‌افزارتان فقط یك هسته را تشخیص می‌دهد. نرم‌افزار فتوشاپ نمونه‌ی یكی از نرم‌افزارهایی است كه قدرت تشخیص این فن‌آوری را دارد. به علاوه این فن‌آوری در سیستم‌های چند پردازنده‌ای معمول كه برای میزبان‌های اینترنت به كار می‌رود، از قدیم متداول بوده است.

پردازنده‌ی دو هسته‌ای با یك سیستم چند پردازنده‌ای فرق دارد. در سیستم چند پردازنده‌ای، دو سی‌پی‌یوی جداگانه با منابع و مراتب خاص خود كاشته شده‌اند. امّا در یك پردازنده‌ی دو هسته‌ای، منابع به طور مشترك بین دو هسته توزیع شده و هر دو هسته نیز روی یك تراشه‌ی واحد قرار گرفته‌اند. سیستم چند‌پردازنده‌ای خیلی سریع‌تر از سیستمی با یك پردازنده‌ی دو هسته‌ای است، و در حالی كه سیستم دو هسته‌ای خیلی سریع‌تر از یك سیستم تك پردازنده‌ای است، بقیه‌ی چیزها مثل هم هستند.

یكی از محسنات جالب و جذاب پردازنده‌های دو هسته‌ای آن است كه احتیاجی به یك برد مادر جدید ندارند، بلكه می‌توانند در همین بردهای فعلی كه سوكت متناسبی داشته باشند، به كار روند. از نظر یك كاربر معمولی، تفاوتی كه در كارآیی‌ها این سیستم‌ها به چشم می‌خورد تنها در حالت تعدد تكالیف قابل توجه خواهد بود، مگر آن‌كه در آینده نرم‌افزار‌های بیش‌تری با فن‌آوری چند رشته‌‌ی همزمان به بازار بیایند. كامپیوتر‌های میزبان (یا سرورهایی) كه چند پردازنده‌ی دو هسته‌ای داشته باشند، از سرعت و قدرت فراوانی برخوردار خواهند بود. پردازنده‌های چند هسته‌ای نیز در آینده و با جمع و جور شدن بیش‌تر فن‌آوری، به تولید انبوه خواهند رسید، زیرا در این صورت فضای باز هم بیش‌تری روی قالب تراشه پیدا خواهد شد. درواقع با همین ابعاد و با كوچك‌تر شدن قطعات اصلی تراشه‌ها، جای 4 سی‌پی‌یو روی همین بردهای مادر فعلی فراهم خواهد گردید، منتها تنها تدبیری كه باید در این مورد اندیشیده شود آن است كه یك كنترل‌گر جدید حافظه به كار رود تا بتواند چهار هسته یا تعداد بیش‌تری از آن‌ها را مدیریت نماید. با این اوصاف، به نظر می‌رسد هیچ چیزی نمی‌تواند جلوی سرعت و افزایش قدرت پردازنده‌های كامپیوتری را بگیرد.

1-Simultaneous multi-threading Technology (SMT)