Essa é uma ótima pergunta! A resposta é um pouco sutil:

tecnicamente, não, não exatamente no * exato * ao mesmo tempo.

Aqui está o porquê:

* Pipelining de instrução: Mesmo as CPUs de núcleo único usam uma técnica chamada Pipelining de instrução para acelerar a execução. Eles dividem as instruções em etapas menores e se sobrepõem a essas etapas para obter um tipo de processamento paralelo em um único núcleo.
* compartilhamento de tempo: Vários núcleos em uma CPU ainda operam em um único ciclo de relógio compartilhado. Embora eles possam funcionar em diferentes tarefas simultaneamente, o próprio núcleo não executa várias instruções simultaneamente no mesmo instante * absoluto *. Eles se revezam extremamente rapidamente, dando a ilusão de execução simultânea.

mas praticamente, sim, para todos os efeitos.

* Velocidade: A execução de múltiplos conjuntos de instruções em diferentes núcleos ocorre tão rapidamente (medida em nanossegundos) que é efetivamente indistinguível da execução simultânea verdadeira.
* Processamento paralelo: O principal benefício das CPUs com vários núcleos é que elas podem executar várias instruções * simultaneamente *-o que significa que eles podem lidar com tarefas paralelas, resultando em um processamento significativamente mais rápido em geral.

Analogia: Pense nisso como uma rodovia com várias faixas. Cada pista representa um núcleo de CPU. Enquanto os carros em diferentes faixas podem se mover simultaneamente, eles ainda estão compartilhando a mesma estrada e se movendo na mesma velocidade geral.

em resumo: Embora vários núcleos em uma CPU não executem tecnicamente as instruções no mesmo nanossegundo * exato *, elas alcançam a execução quase simultânea durante o compartilhamento de tempo e o processamento paralelo, levando a melhorias dramáticas de desempenho.