Dviejų branduolių kompiuterio procesorius yra centrinis procesorius (CPU), turintis du atskirus branduolius tame pačiame štampelyje, kurių kiekvienas turi savo talpyklą. Iš esmės tai yra du mikroprocesoriai viename. Šio tipo CPU yra plačiai prieinami iš daugelio gamintojų. Taip pat buvo sukurti kitų tipų kelių branduolių procesoriai, įskaitant keturių branduolių procesorius su keturiais branduoliais, šešių branduolių procesorius su šešiais, aštuonių branduolių procesorius su aštuoniais ir daugelio branduolių procesorius su dar didesniu branduolių skaičiumi.
Vieno branduolio arba tradiciniame procesoriuje CPU tiekiama eilučių instrukcijų, kurias jis turi užsakyti, vykdyti, tada pasirinktinai saugoti talpykloje, kad būtų galima greitai gauti. Kai reikalingi duomenys už talpyklos ribų, jie per sistemos magistralę paimami iš laisvosios kreipties atminties (RAM) arba iš saugojimo įrenginių. Prieiga prie jų sulėtina našumą iki didžiausio greičio, kurį leis magistralė, RAM arba saugojimo įrenginys, kuris yra daug lėtesnis nei procesoriaus greitis.
Ši situacija pablogėja, kai kompiuterio vartotojas atlieka kelias užduotis. Tokiu atveju procesorius turi persijungti tarp dviejų ar daugiau duomenų srautų ir programų rinkinių. CPU ištekliai išeikvoti, o našumas nukenčia.
Dviejų branduolių procesoriuje kiekvienas branduolys vienu metu apdoroja gaunamų duomenų eilutes, kad padidintų efektyvumą. Kaip dvi galvos yra geriau nei viena, taip ir dvi rankos. Kai vienas branduolys vykdo, kitas gali pasiekti sistemos magistralę arba vykdyti savo kodą.
Kad būtų galima naudoti dviejų branduolių procesorių, operacinė sistema turi atpažinti daugiagiją, o programinės įrangos kode turi būti įrašyta vienalaikio kelių gijų technologija (SMT). SMT įgalina lygiagrečią kelių gijų funkciją, kai branduoliams lygiagrečiai pateikiamos kelių gijų instrukcijos. Be SMT programinė įranga atpažins tik vieną branduolį. SMT taip pat naudojamas su kelių procesorių sistemomis, kurios yra bendros serveriams.
Dviejų branduolių procesorius skiriasi nuo kelių procesorių sistemos. Pastarajame yra du atskiri CPU su savo ištekliais. Pirmajame ištekliai yra bendrinami, o branduoliai yra tame pačiame luste. Kelių procesorių sistema yra greitesnė nei sistema su dviejų branduolių procesoriumi, o dviejų branduolių sistema yra greitesnė nei vieno branduolio sistema, kai visa kita yra lygi.
Patraukli dviejų branduolių procesorių vertė yra ta, kad jiems nereikia naujų pagrindinių plokščių, tačiau juos galima naudoti esamose plokštėse, kuriose yra tinkami lizdai. Paprastam vartotojui našumo skirtumas bus labiausiai pastebimas atliekant kelias užduotis, kol SMT nesužinos daugiau programinės įrangos. Serverių, kuriuose veikia keli dviejų branduolių procesoriai, našumas pastebimai padidės.