CPU 是计算机的核心配件。
中央处理器 CPU（Central Processing Unit）作为 PC及服务器的大脑， 是计算机的运算和控制核心。CPU 与内部存储器和输入/输出设备合称 为电子计算机三大核心部件。CPU 的本质是一块超大规模的集成电路， 主要功能是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU 的内部 结构可分为控制单元，运算单元和存储单元三大部分。据此，CPU 的工 作原理可以拆解为：控制单元根据指令，将存储器中的数据发送至运算 单元，经运算单元处理后的数据再存储在存储单元中，最后交由应用程 序使用。根据冯诺依曼体系，CPU 的工作流程又可分为五大阶段：取指 令阶段、指令译码阶段、执行指令阶段、访存取数阶段和结果写回阶段。
指令集是 CPU 性能体现的重要标志。指令集一般被整合在操作系统内 核最底层的硬件抽象层中。指令集属于计算机中硬件与软件的接口，它 向操作系统定义了 CPU 的基本功能。指令集包括指令格式、寻址方式和 数据形式。一台计算机的指令集反映了该计算机的全部功能，机器类型 不同，其指令集也不同，因而功能也不同。CPU 要有较好的性能，需要 具备功能齐全、通用性强、内含丰富的指令集。
按照指令集，CPU 可划分为复杂指令集（CISC，Complex Instruction Set Computer）和精简指令集（RISC，Reduced Instruction Set Computer） 两大类。其中，复杂指令集 CISC：由一条指令完成一个复杂的基本功能； 单条指令集功能强，指令类型丰富完善，编译后指令数量较少，通用场 景下性能具有优势。复杂指令集以 x86 架构为代表，主要用于桌面 PC 及服务器领域，配套软硬件丰富完善。精简指令集 RISC：由一条指令完 成一个基本动作，多条指令组合完成一个复杂的基本功能；译码效率高， 偏向低功耗领域优化。精简指令集以 ARM 架构为代表，主要用于手机、 平板等移动终端，软硬件生态逐步建设完善。
如今 CPU行业在全球形成了 Wintel和 AA两大信息化生态体系，均由 美国主导。Wintel 体系即 “Windows+Intel” ，由 Windows 操作系统与 X86 指令集组成，其实质是 Microsoft 与 Intel 的商业联盟。在硬件上， Wintel 通过捆绑销售，掌控了对产业链下游生产商的控制权；而 Intel 作 为芯片 IDM 厂商，占据了市场话语权。在软件上，Windows 平台凝聚了 大批的开发者，使 Microsoft 能快速迭代出不同层次的应用软件产品。
Wintel 体系在软硬件市场上构建起强大的生态壁垒，在桌面及服务器 CPU 市场所向披靡。AA 体系即“Android+ARM” ，由 Android 操作系 统与 ARM 指令集组成。其中，谷歌公司负责安卓系统及其软件生态的 搭建，ARM 公司负责 ARM 指令集的扩展更新、微结构设计和编译器的 开发，并对 AA 体系下的公司出售授权。随着 HTC、三星、华为等手机 终端企业的快速崛起，高度符合移动互联网时代需要的 AA 体系逐渐占 领了移动终端市场。
目前，除了主流的 X86、ARM 架构外，还有 MIPS、POWER、RISCV 等架构，其余架构简介如下：
MIPS 架构：由 MIPS 科技公司开发并授权，广泛被使用在许多电 子产品、网络设备、个人装置与商业装置上。最早的 MIPS 架构是 32 位，最新的版本已经变成 64 位。它包含大量的寄存器、指令数 和字符、可视的管道延时时隙，这些特性使 MIPS 架构能够提供最 高的每平方毫米性能和当今 SoC 设计中最低的能耗。
POWER 架构：由 IBM 公司设计开发，具有高度通用、高性能等 特性，支持从嵌入式系统到超级计算机等平台，在汽车、医疗设备、 军事、航空航天等领域都有一席之地。可以说 Power 是适用于物联 网、网络和无线、工业和环境控制系统、个人计算、企业服务器以 及手持设备和移动设备等领域的一款 CPU 架构。
RISC-V 架构：RISC 系列指令集的第五代产品。2010 年，加州大 学伯克利分校的研究团队设计出 RISC-V。虽然与 ARM 同属于精简 指令集架构，但 RISC-V 推出晚，没有背负向后兼容的包袱，架构 短小精悍。目前 RISC-V 被认为最适合应用在 IoT 市场。因为 IoT 市场更为灵活，客户需求相对多样化，目前尚无任一架构统一市场， RISC-V 具有低功耗、低成本、灵活可扩展及安全可靠的特性。
X86 架构仍是主力，ARM 架构正奋起直追。X86 架构起步较早，生态 环境具有明显优势，目前 X86 架构占领了服务器、桌面和 PC 电脑市场 绝大部分份额。根据 IDC 统计，截至 2020 年，X86 架构服务器CPU 在全球服务器市场中销售量占比超过 97%，处于显著领先的地位。随着 5G 的发展，移动终端正在快速取代传统 PC 在终端市场中的地位。根据 IDC 数据，移动终端在全球终端（包括个人电脑、平板电脑和智能手机）出 货量所占的比例已经由 2010 年的 44.7%上升到了 2018 年的 77.6%，预 计到 2023 年将超过 80%。而 ARM 架构占领了绝大多数移动终端，将对 X86 架构全球市场份额发起挑战。
相比 X86 架构的高性能，ARM架构拥有低功耗的错位优势。X86 架构 的强项是设计超高性能的 PC 和服务器处理器。在移动设备行业，X86 架 构下的复杂指令集难以放入移动设备体积较小的处理器中。而为了保持 高性能，X86 架构处理器会使得移动设备温度过高、耗电过快。例如， Intel i7 处理器平均发热率为 45 瓦；基于 ARM 的片上系统发热率最大 瞬间峰值约 3 瓦，功率是 Intel i7 处理器的 1/15。
