人们将中央处理单元 (CPU) 视为计算机的大脑。有时也称它为处理器。大多数计算都在 CPU 中进行。从计算能力看,CPU 是计算机系统最重要的元件。CPU 有多种不同的规格尺寸,每种样式都要求主板上有特定的插槽或插座。常见 CPU 制造商包括 Intel 和 AMD。

CPU 插座或插槽是主板与处理器之间的连接点。目前使用的大多数 CPU 插座和处理器都是围绕针脚栅格阵列(PGA,如图 1 所示)和接点栅格阵列(LGA,如图 2 所示)的体系结构构建的。在 PGA 体系结构中,处理器底面的针脚插入插座,通常是零插拔力 (ZIF)。ZIF 是指将 CPU 插入主板插座或插槽所需的力量。在 LGA 体系结构中,针脚在插座中,而不是在处理器上。基于插槽的处理器(如图 3 所示)形如盒子,并插入形似扩展槽的插槽中(如图 4 左下方所示)。

CPU 执行由一系列存储的指令构成的程序。每种型号的处理器都有各自可执行的指令集。CPU 执行程序的方式是,按照程序和指令集的指示处理每一段数据。在 CPU 执行程序的某个步骤时,其余指令和数据存储在附近的一个特殊内存中,这就是缓存。按指令集划分的两种主流 CPU 体系结构:

有些 Intel CPU 采用超线程技术来增强 CPU 性能。有了超线程,多段代码(线程)可在 CPU 中同时执行。对操作系统来说,一个带超线程的 CPU 在处理多个线程时,就像是两个 CPU 在执行。

有些 AMD 处理器使用 HyperTransport 来增强 CPU 性能。HyperTransport 技术的应用可使 CPU 与北桥芯片之间高速、低延迟连接。

CPU 的能力由其处理速度和可处理的数据量来衡量。CPU 的速度按每秒周期数来评定,如每秒百万周期,称为兆赫 (MHz),每秒十亿周期,称为千兆赫 (GHz)。CPU 一次可处理的数据量取决于前端总线 (FSB)的大小。此总线也称为 CPU 总线或处理器数据总线。FSB 宽度增加时,可以达到更高的性能。FSB 的宽度以位为单位。位是计算机中最小的数据单位,也是处理数据时所用的二进制格式。当前的处理器使用 32 位或 64 位 FSB。

超频是用于使处理器的工作速度超过其原始规格的一种技术。建议不要使用超频技术提高计算机性能,因为可能损坏 CPU。与超频相对的是 CPU 降频。使用 CPU 降频技术时,处理器将低于额定速度运行,从而降低功耗或减少产生的热量。降频常用在笔记本电脑和其它移动设备上。

最新的处理器技术促使 CPU 制造商能够通过各种方法将多个 CPU 内核集成在一个芯片中。这些 CPU 能够并发处理多条指令: