Um sistema uniprocessador tem um único processador de computador, enquanto os sistemas multiprocessadores têm dois ou mais. O termo "multicore" também é usado para descrever sistemas multiprocessadores. Os sistemas multiprocessadores podem levar a um melhor desempenho, embora devam ser gerenciados com cuidado para explorar totalmente seu poder.
As limitações físicas geralmente limitam a rapidez com que um determinado projeto de processador pode operar. Por exemplo, a Intel inicialmente queria produzir chips baseados no design do Pentium 4 para operar a 10 GHz, mas problemas com a dissipação de calor limitaram esses chips a apenas 3,8 GHz. Os sistemas multiprocessadores permitem que os processadores usem mais espaço, o que fornece melhor dissipação de calor.
No entanto, os computadores raramente são capazes de explorar totalmente todo o poder fornecido por sistemas multicore. Os cálculos que não podem ser divididos em duas partes separadas podem ser executados apenas em um processador. Em alguns casos, um processador pode ter que esperar que as informações sejam calculadas em outro processador antes de continuar. A Lei de Amdahl, apresentada pela primeira vez em 1967, demonstra que os resultados esperados do mundo real levam a retornos decrescentes quando mais processadores são adicionados a um sistema.
Apesar dessas limitações, os sistemas multiprocessadores são comuns em dispositivos sofisticados. Os smartphones podem reservar um processador para lidar com chamadas telefônicas enquanto usam outros processadores para aplicativos e interação do usuário, o que garante que os recursos necessários para lidar com chamadas telefônicas estejam disponíveis, independentemente do que o usuário esteja fazendo.