CPU的英文全稱是Central Processing Unit，我們翻譯成中文也就是中央處理器。CPU（微型機系統）從雛形出現到發壯大的今天（下文會有交代），由於製造技術的越來越現今，在其中所整合的電子元件也越來越多，上萬個，甚至是上百萬個微型的電晶體構成了CPU的內部結構。那麼這上百萬個電晶體是如何工作的呢？看上去似乎很深奧，其實只要歸納起來稍加分析就會一目瞭然的，CPU的內部結構可分為控制單元，邏輯單元和儲存單元三大部分。而CPU的工作原理就象一個工廠對產品的加工過程：進入工廠的原料（指令），經過物資分配部門（控制單元）的排程分配，被送往生產線（邏輯運算單元），生產出成品（處理後的資料）後，再儲存在倉庫（儲存器）中，最後等著拿到市場上去賣（交由應用程式使用）。 CPU作為是整個微機系統的核心，它往往是各種檔次微機的代名詞，如往日的286、386、486，到今日的奔騰、奔騰二、K6等等，CPU的效能大致上也就反映出了它所配置的那部微機的效能，因此它的效能指標十分重要。在這裡我們向大家簡單介紹一些CPU主要的效能指標： 第一、主頻，倍頻，外頻。經常聽別人說：“這個CPU的頻率是多少多少。。。。”其實這個泛指的頻率是指CPU的主頻，主頻也就是CPU的時鐘頻率，英文全稱：CPU Clock Speed，簡單地說也就是CPU運算時的工作頻率。一般說來，主頻越高，一個時鐘週期裡面完成的指令數也越多，當然CPU的速度也就越快了。不過由於各種各樣的CPU它們的內部結構也不盡相同，所以並非所有的時鐘頻率相同的CPU的效能都一樣。至於外頻就是系統匯流排的工作頻率；而倍頻則是指CPU外頻與主頻相差的倍數。三者是有十分密切的關係的：主頻=外頻x倍頻。 第二：記憶體匯流排速度，英文全稱是Memory-Bus Speed。CPU處理的資料是從哪裡來的呢？學過一點計算機基本原理的朋友們都會清楚，是從主儲存器那裡來的，而主儲存器指的就是我們平常所說的記憶體了。一般我們放在外存（磁碟或者各種儲存介質）上面的資料都要透過記憶體，再進入CPU進行處理的。所以與記憶體之間的通道棗記憶體匯流排的速度對整個系統性能就顯得很重要了，由於記憶體和CPU之間的執行速度或多或少會有差異，因此便出現了二級快取，來協調兩者之間的差異，而記憶體匯流排速度就是指CPU與二級(L2)快取記憶體和記憶體之間的通訊速度。 第三、擴充套件匯流排速度，英文全稱是Expansion-Bus Speed。擴充套件匯流排指的就是指安裝在微機系統上的區域性匯流排如VESA或PCI匯流排，我們開啟電腦的時候會看見一些插槽般的東西，這些就是擴充套件槽，而擴充套件匯流排就是CPU聯絡這些外部裝置的橋樑。 第四：工作電壓，英文全稱是：Supply Voltage。任何電器在工作的時候都需要電，自然也會有額定的電壓，CPU當然也不例外了，工作電壓指的也就是CPU正常工作所需的電壓。早期CPU（286棗486時代）的工作電壓一般為5V，那是因為當時的製造工藝相對落後，以致於CPU的發熱量太大，弄得壽命減短。隨著CPU的製造工藝與主頻的提高，近年來各種CPU的工作電壓有逐步下降的趨勢，以解決發熱過高的問題。 第五：地址匯流排寬度。地址匯流排寬度決定了CPU可以訪問的物理地址空間，簡單地說就是CPU到底能夠使用多大容量的記憶體。16位的微機我們就不用說了，但是對於386以上的微機系統，地址線的寬度為32位，最多可以直接訪問4096 MB（4GB）的物理空間。而今天能夠用上1GB記憶體的人還沒有多少個呢（伺服器除外）。 第六：資料匯流排寬度。資料匯流排負責整個系統的資料流量的大小，而資料匯流排寬度則決定了CPU與二級快取記憶體、記憶體以及輸入/輸出裝置之間一次資料傳輸的資訊量。 第七：協處理器。在486以前的CPU裡面，是沒有內建協處理器的。由於協處理器主要的功能就是負責浮點運算，因此386、286、8088等等微機CPU的浮點運算效能都相當落後，相信接觸過386的朋友都知道主機板上可以另外加一個外接協處理器，其目的就是為了增強浮點運算的功能。自從486以後，CPU一般都內建了協處理器，協處理器的功能也不再侷限於增強浮點運算，含有內建協處理器的CPU，可以加快特定型別的數值計算，某些需要進行復雜計算的軟體系統，如高版本的AUTO CAD就需要協處理器支援。 第八：超標量。超標量是指在一個時鐘週期內CPU可以執行一條以上的指令。這在486或者以前的CPU上是很難想象的，只有Pentium級以上CPU才具有這種超標量結構；486以下的CPU屬於低標量結構，即在這類CPU內執行一條指令至少需要一個或一個以上的時鐘週期。 第九：L1快取記憶體，也就是我們經常說的一級快取記憶體。在CPU裡面內建了快取記憶體可以提高CPU的執行效率，這也正是486DLC比386DX-40快的原因。內建的L1快取記憶體的容量和結構對CPU的效能影響較大，容量越大，效能也相對會提高不少，所以這也正是一些公司力爭加大L1級高速緩衝儲存器容量的原因。不過高速緩衝儲存器均由靜態RAM組成，結構較複雜，在CPU管芯面積不能太大的情況下，L1級快取記憶體的容量不可能做得太大。 第十：採用回寫(Write Back)結構的快取記憶體。它對讀和寫操作均有效，速度較快。而採用寫通(Write-through)結構的快取記憶體，僅對讀操作有效. 第十一：動態處理。動態處理是應用在高能奔騰處理器中的新技術，創造性地把三項專為提高處理器對資料的操作效率而設計的技術融合在一起。這三項技術是多路分流預測、資料流量分析和猜測執行。動態處理並不是簡單執行一串指令，而是透過操作資料來提高處理器的工作效率。 動態處理包括了棗1、多路分流預測：通過幾個分支對程式流向進行預測，採用多路分流預測演算法後，處理器便可參與指令流向的跳轉。它預測下一條指令在記憶體中位置的精確度可以達到驚人的90%以上。這是因為處理器在取指令時,還會在程式中尋找未來要執行的指令。這個技術可加速向處理器傳送任務。2、資料流量分析：拋開原程式的順序，分析並重排指令，最佳化執行順序：處理器讀取經過解碼的軟體指令，判斷該指令能否處理或是否需與其它指令一道處理。然後，處理器再決定如何最佳化執行順序以便高效地處理和執行指令。3、猜測執行：透過提前判讀並執行有可能需要的程式指令的方式提高執行速度：當處理器執行指令時(每次五條)，採用的是“猜測執行”的方法。這樣可使奔騰II處理器超級處理能力得到充分的發揮，從而提升軟體效能。被處理的軟體指令是建立在猜測分支基礎之上，因此結果也就作為“預測結果”保留起來。一旦其最終狀態能被確定，指令便可返回到其正常順序並保持永久的機器狀態。

作用：在計算機體系結構中，CPU是對計算機所有硬體資源（如儲存器、輸入輸出單元）進行控制調配、執行通用運算的核心硬體單元；是計算機的運算和控制核心。計算機系統所有軟體層操作，最終都透過指令集對映為CPU的操作，功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的資料。

對於CPU而言，影響其效能的指標主要有主頻、 CPU的位數以及CPU的快取指令集。CPU的主頻，指的就是時鐘頻率，它直接的決定了CPU的效能。而CPU的位數指的就是處理器能夠一次性計算的浮點數的位數，通常情況下，CPU的位數越高，CPU 進行運算時候的速度就會變得越快。

擴充套件資料：

根據馮諾依曼體系，CPU的工作分為以下 5 個階段：取指令階段、指令譯碼階段、執行指令階段、訪存取數和結果寫回。

1、取指令將一條指令從主儲存器中取到指令暫存器的過程。程式計數器中的數值，用來指示當前指令在主存中的位置。當 一條指令被取出後，PC中的數值將根據指令字長度自動遞增。

2、指令譯碼階段，取出指令後，指令譯碼器按照預定的指令格式，對取回的指令進行拆分和解釋，識別區分出不同的指令類 別以及各種獲取運算元的方法。

3、執行指令階段，具體實現指令的功能。CPU的不同部分被連線起來，以執行所需的操作。

4、訪存取數階段，根據指令需要訪問主存、讀取運算元，CPU得到運算元在主存中的地址，並從主存中讀取該運算元用於運算。部分指令不需要訪問主存，則可以跳過該階段。

5、結果寫回階段，作為最後一個階段，結果寫回階段把執行指令階段的執行結果資料“寫回”到某種儲存形式。結果資料一般會被寫到CPU的內部暫存器中，以便被後續的指令快速地存取。