CPU 负责解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
CPU 是中央处理器（Central Processing Unit）的简称，采用超大规模的集成电路组成 制造，是计算机的运算核心和控制核心。CPU 包括运算器（算术逻辑单元、累加寄存器、 数据缓冲寄存器、状态条件寄存器）、控制器（指令寄存器、程序计数器、地址寄存器、 指令译码器、时序，总线，中断逻辑控制）、高速缓冲存储器、内部数据总线、控制总线 及状态总线输入/输出接口等模块。 CPU 的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。指令寄存器（IR）从 存储器或高速缓冲存储器中取出指令，指令译码器（ID）对指令进行译码，将指令分解 成一系列的微操作，向运算器中能够进行所需运算的模块发送控制命令，从而完成指令 的执行。
指令集是 CPU 所执行指令的二进制编码方法，是软件和硬件的接口规范。CPU 按照指 令集可分为 CISC （Complex Instruction Set Computer ，复杂指令集）和 RISC （Reduced Instruction Set Computer，精简指令集）两大类，CISC 型 CPU 目前主要 是 X86 架构，RISC 型 CPU 主要包括 ARM、RISC-V、MIPS、POWER 架构等：
X86：基于 CISC（复杂指令集）的 X86 架构是一种为了便于编程和提高存储器访 问效率的芯片设计体系，包括两大主要特点：一是使用微代码，指令集可以直接在 微代码存储器里执行，新设计的处理器，只需增加较少的晶体管电路就可以执行同 样的指令集，也可以很快地编写新的指令集程式；二是拥有庞大的指令集，X86 拥 有包括双运算元格式、寄存器到寄存器、寄存器到存储器以及存储器到寄存器的多 种指令类型。
ARM 架构：ARM 架构过去称作进阶精简指令集机器，是一个 32 位精简指令集处 理器架构，其广泛地使用在许多嵌入式系统设计，近年来也因其低功耗多核等特点 广泛应用在数据中心服务器市场。早期 ARM 指令集架构的主要特点：一是体积小、 低功耗、低成本、高性能；二是大量使用寄存器，且大多数数据操作都在寄存器中 完成，指令执行速度更快；三是寻址方式灵活简单，执行效率高；四是指令长度固 定，可通过多流水线方式提高处理效率。
RISC-V 架构：RISC-V 是加州大学伯克利分校设计并发布的一种开源指令集架构， 其目标是成为指令集架构领域的 Linux，主要应用于物联网（IoT）领域，但可扩展 至高性能计算领域。RISC-V 采用 BSD License 发布，由于允许衍生设计和开发闭 源，吸引了一大批公司的关注，目前已有不少公司开发基于 RISC-V 的 IP 核，如 Si-Five、台湾晶心、阿里平头哥等已可提供基于 RISC-V 的处理器 IP 核，部分企 业如兆易创新、北京君正等已开发出基于 RISC-V 的 MCU 芯片等。但整体上，由 于 RISC-V 产业生态还比较薄弱，未来的发展仍有较长一段路要走。
MIPS 架构：MIPS 是高效精简指令集计算机体系结构中的一种，MIPS 的优势主要 有三点：一是发展历史早，MIPS 在 1990 年代已经广泛使用在服务器、工作站设备 上。二是在学术界影响广泛，计算机体系结构教材都是以 MIPS 为实际例子。三是 MIPS 在架构授权方面更为开放，授权门槛远低于 X86、ARM，在 2019 年曾经有 开放授权的实际动作，并且 MIPS 允许授权商自行更改设计、扩展指令，允许二次 授权。
POWER 架构：POWER 架构是由 IBM 设计的一种 RISC 处理器架构，POWER 在 大型机领域独具优势。POWER3 是全球首款 64 位架构处理器，开始应用铜互联和 SOI（绝缘体上硅）技术。直至 POWER 9 依然追求最高性能，不仅具备乱序执行、 智能线程等技术，还实现了 SMP（对称多处理技术）的硬件一致性处理。
CPU 按照下游应用领域可分为通用微处理器（MPU, Micro Processor Unit）、微控制器 （MCU, Micro Controller Unit）和专用处理器：
通用微处理器：MPU 通常按照面向的市场分为用于服务器、桌面（台式机/笔记本）、 超级计算机等。
微控制器：MCU 微控制单元，是用于控制类应用的低性能、低功耗 CPU。MCU的 主频一般低于 100MHz，是把 CPU 的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、 USB、A/D 转换、UART、PLC、DMA 等周边接口，甚至 LCD 驱动电路都整合在 单一芯片上，形成的芯片级计算机。MCU的主频、功耗都很低，为不同应用场合做 不同组合控制。诸如在智能制造、工业控制、智能家居、遥控器消费领域，以及汽 车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都大量使用 MCU。
专用处理器：专用处理器实现面向某一领域的特定功能。例如数字信号处理器 （DSP，Digital Signal Processor），DSP 芯片也称数字信号处理器，是一种专用于 进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处 理算法。DSP 广泛应用于数字控制、运动控制等方面。其它专用处理器还有深度学 习处理器、数据库加速处理器、安全处理器、类脑计算芯片等。
CPU 的产业链上游包括支撑集成电路设计和制造的 EDA 辅助设计工具和 IP 服务，半导 体制造设备、芯片生产测试流程。目前 CPU 的产业链上游企业多为国外知名厂商，具 有垄断优势，国产化程度较低。CPU 的产业链下游包括各类整机厂商、终端设备、网络 设备和应用系统等，其中最重要的是服务器、桌面和嵌入式系统等硬件设备厂商。
根 Yole 数据，2022 年全球 CPU市场规模为 650 亿美元，预计 2028 年增长到 970 亿美 元，年复合增长率为 7%。
据 IC Insights，2021 年，得益于公共卫生事件期间的封控驱动了市场对 PC 和智能手机 的需求，全球微处理器总销售额保持 13.3%的强劲增长，高达 1,058 亿美元。2022 年全 球 MPU（微处理器）总销售额有望增长 6.3%。 据 IC Insights，2020 年，我国 MPU 市场规模达到 2,336 亿元，约占全球规模的 36.3%。 假设我国占全球市场比重保持不变，2023 年我国 MPU市场规模有望达 3,382 亿元。
据 Counterpoint Analysis，2022 年，Intel 约占全球服务器 CPU市场份额 70.8%，AMD 约占全球服务器 CPU 市场份额 19.8%，二者合计约占 90.6%；2021 年，二者合计约占 92.5%。
据艾瑞咨询，2021 年，全球 MPU（微处理器）市场多被英特尔、苹果和高通等美系厂 商占据。中国厂商，如紫光展锐与华为海思已逐步走进国际视野，在 21 年 IC Insight 竞 争格局中分别位列第八、九位，未来份额有待进一步提升。 据艾瑞咨询，2020 年，欧美及日韩系厂商在全球 MCU（微控制器）市场占据绝对优势， 尤其在汽车/车规级与工控领域的中高端产品线。中颖电子、兆易创新等中国厂商多由消 费电子切入，正发力转型突破以进入中高端市场。
根据指令集架构区分，全球 PC 市场中 x86 架构占绝对主导地位，市占率在 90%左右。 但得益于 ARM 架构的低成本、低功耗、系统通用性、日益加强的性能以及海量终端设 备生态，未来有巨大的市场增长潜力。在过去 2 年， Arm 架构在全球 PC 市场的份额从 2020 年的 1.4%增长至 2022 年的 12.8%，蚕食 x86 PC 的部分市场。 据 Mercury Research，全球 x86 CPU市场份额由 Intel 与 AMD 两巨头占据。2023Q2， Intel 约占全球 x86 CPU市场份额 68.4%，AMD 约占 31.6%。
