Sebuah prosesor dual core adalah CPU yang seolah dua core yang terpisah pada processor yang sama, masing-masing dengan cache sendiri. Itu setara menggunakan dua mikroprosesor dalam satu processor. Dalamprosesor single core atau tradisional CPU eksekusi instruksi string harus dengan memesan, jalankan, lalu simpan dalam cache secara selektif dan pencarian cepat. Ketika data yang diperlukan di luar cache, maka akan diambil melalui sistem bus dari random access memory (RAM) atau dari perangkat penyimpanan.Proses mengakses seperti diatas akan memperlambat kinerja kecepatan maksimum bus, RAM atau perangkat penyimpanan, sebagaimana diketahui bahwa perangkat yang disebutkan tadi jauh lebih lambat dari kecepatan CPU. Situasi ini diperparah ketika multi-tasking atau multi-permintaan. Dalam hal ini prosesor harus beralih antara dua atau lebih set data stream dan program. Sumber daya CPU habis dan kinerja tidak maksimal.
Dalam sebuah prosesor dual core masing-masing inti menangani string data masuk secara bersamaan untuk meningkatkan efisiensi. Seperti halnya dua kepala lebih baik dari satu. Sekarang ketika salah satu mengeksekusi, yang lain dapat mengakses sistem bus atau mengeksekusi kode sendiri. Menambahkan skenario ini sangat menguntungkan, baik AMD dan Intel sebagaimana terlihat pada dual-core adalah 64-bit.
Untuk menggunakan prosesor dual core, sistem operasi harus dapat mengenali multi-threading dan perangkat lunak harus memiliki simultaneous multi-threading technology (SMT) yang ditulis dalam kodenya. SMT memungkinkan paralel multi-threading dimana core melayani instruksi multi-threaded secara paralel. Tanpa SMT software hanya akan mengenali satu inti. Adobe ® Photoshop ® merupakan contoh perangkat lunak yang menanggapi SMT dengan sangat baik. TPS juga digunakan dengan sistem multi-prosesor seperti umumnya diterapkan pada server.
Sebuah prosesor dual core berbeda dari sistem multi-prosesor. Untuk multi-processor ada dua CPU yang terpisah dengan sumber daya mereka sendiri. Pada dual core, sumber dayanya secara bersama dan core berada pada chip yang sama. Sebuah sistem multi-prosesor lebih cepat daripada sistem dengan prosesor dual core, sedangkan sistem dual core lebih cepat dari sistem single-core.
Nilai menarik dari prosesor dual core adalah bahwa mereka tidak membutuhkan motherboard baru, namun dapat digunakan dalam papan yang ada tetapi bahwa harus berada pada fitur soket yang benar. Untuk rata-rata pengguna, perbedaan performa yang paling nyata dalam multi-tasking sampai perangkat lunak tampak nyata pada SMT. Server menjalankan beberapa prosesor dual core akan terlihat peningkatan kinerjanya.
Prosesor multi-core adalah tujuan dan sebagai penyusutan teknologi. Pada musim gugur 2004 Bill Siu dari Intel memprediksikan bahwa motherboard akan mengakomodasi sampai CPU 4-core tetapi akhirnya memaksa memasukkan controller memori baru yang akan diperlukan untuk menangani 4 core atau lebih.