中央处理器（CPU，英语：Central Processing Unit / Processor），是电子计算机的主要设备之一，电脑中的核心配件。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。电脑中所有操作都由CPU负责读取指令，对指令译码并执行指令的核心部件。
主要功能
顺序控制
这是指控制程序中指令的执行顺序。程序中的各指令之间是有严格顺序的，必须严格按程序规定的顺序执行，才能保证计算机工作的正确性。
操作控制
一条指令的功能往往是由计算机中的部件执行一系列的操作来实现的。CPU要根据指令的功能，产生相应的操作控制信号，发给相应的部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。
时间控制
时间控制就是对各种操作实施时间上的定时。在一条指令的执行过程中，在什么时间做什么操作均应受到严格的控制。只有这样，计算机才能有条不紊地自动工作。
数据加工
即对数据进行算术运算和逻辑运算，或进行其他的信息处理。
组成结构
CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件，运算器和控制部件等。
运算逻辑部件
运算逻辑部件，可以执行定点或浮点算术运算操作、移位操作以及逻辑操作，也可执行地址运算和转换。
寄存器部件
寄存器部件，包括通用寄存器、专用寄存器和控制寄存器。
通用寄存器又可分定点数和浮点数两类，它们用来保存指令中的寄存器操作数和操作结果。
通用寄存器是中央处理器的重要组成部分，大多数指令都要访问到通用寄存器。通用寄存器的宽度决定计算机内部的数据通路宽度，其端口数目往往可影响内部操作的并行性。
专用寄存器是为了执行一些特殊操作所需用的寄存器。
控制寄存器通常用来指示机器执行的状态，或者保持某些指针，有处理状态寄存器、地址转换目录的基地址寄存器、特权状态寄存器、条件码寄存器、处理异常事故寄存器以及检错寄存器等。
有的时候，中央处理器中还有一些缓存，用来暂时存放一些数据指令，缓存越大，说明CPU的运算速度越快，目前市场上的中高端中央处理器都有2M左右的二级缓存，高端中央处理器有4M左右的二级缓存。
控制部件
控制部件，主要负责对指令译码，并且发出为完成每条指令所要执行的各个操作的控制信号。
其结构有两种：一种是以微存储为核心的微程序控制方式；一种是以逻辑硬布线结构为主的控制方式。
微存储中保持微码，每一个微码对应于一个最基本的微操作，又称微指令；各条指令是由不同序列的微码组成，这种微码序列构成微程序。中央处理器在对指令译码以后，即发出一定时序的控制信号，按给定序列的顺序以微周期为节拍执行由这些微码确定的若干个微操作，即可完成某条指令的执行。
简单指令是由（3～5）个微操作组成，复杂指令则要由几十个微操作甚至几百个微操作组成。
发展历史
Intel
1971年： 4004 微处理器
Intel在1969年为日本计算机制造商Busicom的一项专案，着手开发第一款微处理器，为一系列可程式化计算机研发多款晶片。最终，英特尔在1971年11月15日向全球市场推出4004微处理器，当年Intel 4004处理器每颗售价为200美元。4004 是英特尔第一款微处理器，为日后开发系统智能功能以及个人电脑奠定发展基础，其晶体管数目约为2千3百颗。
1972年： 8008 微处理器
翌年，Intel推出8008微处理器，其运算能力是4004的两倍。Radio Electronics于1974年刊载一篇文章介绍一部采用8008的Mark-8装置，被公认是第一部家用电脑，在当时的标准来看，这部电脑在制造、维护、与运作方面都相当困难。Intel 8008晶体管数目约为3千5百颗。
1974年： 8080 微处理器
1974年，Intel推出8080处理器，并作为Altair个人电脑的运算核心，Altair在《星舰奇航》电视影集中是企业号太空船的目的地。电脑迷当时可用395美元买到一组Altair的套件。它在数个月内卖出数万套，成为史上第一款下订单后制造的机种。Intel 8080晶体管数目约为6千颗。
1978年： 8086、8088 微处理器
取得IBM新成立之个人电脑部门敲定的重要销售合约，让Intel 8088处理器成为IBM新款畅销产品 ，IBM个人电脑的大脑，Intel 8088处理器的成功将英特尔拱上财富杂志500大企业排行榜，财富杂志将英特尔评为 “70年代最成功的企业”之一。Intel 8088晶体管数目约为29，000。
1982年： 80286 微处理器
80286（也被称为286）是英特尔首款能执行所有旧款处理器专属软件的处理器，这种软件相容性之后成为英特尔全系列微处理器的注册商标，在6年的销售期中，估计全球各地共安装了1500万部286个人电脑。Intel 80286处理器晶体管数目为13万4千颗。
1985年： 80386 微处理器
Intel 80386微处理器内含275，000 个晶体管—比当初的4004多了100倍以上，这款32位元处理器首次支持多工任务设计，能同时执行多个程序。Intel 80386晶体管数目约为27万5千颗。
1989年： Intel 80486微处理器
Intel 80486处理器世代让电脑从命令列转型至点选式（point to click）的图形化操作环境，据史密森美国历史博物馆的科技史学家David K. Allison回忆道：“当时我拥有第一部彩色萤幕电脑，开始能以大幅加快的速度进行桌面排版作业。”Intel 80486处理器率先内建数学协同处理器，由于能扮演中央处理器处理复杂数学运算，因此能加快整体运算的速度。Intel 80486晶体管数目为120万颗。
1993年： Intel Pentium 处理器
Pentium是Intel首个放弃利用数字来命名的处理器产品，在微架构上取得突破，让电脑更容易处理 “现实世界”的资料，例如语音、声音、书写、以及相片影像。源自漫画与电视脱口秀的Pentium，在问市后立即成为家喻户晓的名字，Intel Pentium处理器晶体
intel pentium管数目为310万颗。
1996年：Intel Pentium Pro处理器
初步占据了一部分CPU市场的INTEL并没有停下自己的脚步，在其他公司还在不断追赶自己的奔腾之际，又在1996年推出了最新一代的第六代X86系列CPU枣P6。P6只是它的研究代号，上市之后P6有了一个非常响亮的名字叫PentiumPro。PentiumPro的内部含有高达550万个的晶体管，内部时钟频率为133MHZ，处理速度几乎是100MHZ的PENTIUM的2倍。PentiumPro的一级（片内）缓存为8KB指令和8KB数据。值得注意的是在PentimuPro的一个封装中除PentimuPro芯片外还包括有一个256KB的二级缓存芯片，两个芯片之间用高频宽的内部通讯总线互连，处理器与高速缓存的连接线路也被安置在该封装中，这样就使高速缓存能更容易地运行在更高的频率上。PentiumPro 200MHZ CPU的L2CACHE就是运行在200MHZ，也就是工作在与处理器相同的频率上。这样的设计领PentiumPro达到了最高的性能。而PentimuPro最引人注目的地方是它具有一项称为“动态执行”的创新技术，这是继PENTIUM在超标量体系结构上实现实破之后的又一次飞跃。PentimuPro系列的工作频率是150/166/180/200，一级缓存都是16KB，而前三者都有256KB的二级缓存，至于频率为200的CPU还分为三种版本，不同就在于他们的内置的缓存分别是256KB，512KB，1MB。
1997年： Intel Pentium II 处理器
内含750万个晶体管的Pentium II处理器结合了Intel MMX技术，能以极高的效率处理影片、音效、以及绘图资料，首次采用Single Edge Contact (S.E.C) 匣型封装，内建了高速快取记忆体。这款晶片让电脑使用者撷取、编辑、以及透过网际网络和亲友分享数位相片、编辑与新增文字、音乐或制作家庭电影的转场效果、使用视讯电话以及透过标准电话线与网际网络传送影片，Intel Pentium II处理器晶体管数目为750万颗。
1998年：Intel Celeron 处理器
1998 年，AMD的低价政策奏效，以 1/3 于 Intel 同时脉处理器的价格，成功的大举入侵低价处理器市场，当时基本型电脑 (NT$：30，000~25，000-) 大行其道，加上 AMD 的 K6-2 处理器本身的整数运算能力优，非常适合一般家庭的基本需求，各大厂纷纷推出 Socket-7 平台的低价电脑。这段期间，Intel 为了完全主导下一代处理器走向，宣布放弃 Socket-7 架构，和美国国家半导体共同发表了新一代架构 - Slot-1，并且推出全新架构的处理器 - Pentium II，虽然这款处理器，成功的打入主流市场，不过昂贵的 Pentium II，加上昂贵的主机板，使得 Intel 完全失去低价市场的这块大饼。为了入侵这块市场，推出新款的低价处理器投入战场，是必须的，但设计一款新的处理器，所需要投资的初期研发成本相当高，所以 Intel 打算从原有的 Pentium II 处理器着手，在 1998 年3月的时候，Intel 正式推出新款处理器 - Celeron。当初推出的 Celeron 处理器，架构上维持和 Pentium II 相同 (Deschutes），采用 Slot-1，核心架构也和 Pentium II 一样，具有 MMX 多媒体指令集，但是原本在 Pentium II 上的两颗 L2 快取记忆体则取消了。Intel 拿掉 L2 快取，除了可以降低成本之外，最主要是为了和当时的主流 Pentium II 在效能上有所分别，除了 L2 快取，处理器的外部工作频率 (Front Side BUS），也是 Intel 用来区分主流与低价处理器的分水岭：当时 Intel Pentium II 处理器的外频为 100 MHz （最早是 Pentium II 350），而属于低价的 Celeron 则是维持传统的 66 MHz。Celeron 的核心架构，和 Pentium II 完全相同，只是少了 L2 快取，这对整体效能上的影响，到底大不大 看看今天的 P3c 大家心理应该就有个底了，举例来说，核心时脉同样为 500 MHz 的 P3 处理器，外频相同的状态下，On-Die 256K 全速 L2 快取记忆体的 P3 500E，效能上硬是比 P3 500 的半速 512K L2 快取要来的快，光是 L2 快取的速度，就有如此大的影响 （先撇开 ATC 以及 ASB 不谈），更何况是‘没有’L2 快取记忆体。Cache-less 的 Celeron 低价处理器，刚刚推出时，目标放在低价电脑上，由于采用 Slot-1 架构，当时可以搭配的主机板晶片组只有 440 LX 以及 440BX，不过这类型的主机板，都是以搭配 Pentium II 为主，价位上也难以压低，加上 Cache-Less 的 Celeron 处理器，在 Winstone 测试中，成绩低的可怜，所以，Intel 最早推出的 Celeron 266/300 MHz，在效能上一直为大家所唾弃。
1998年：Intel Celeron 300A处理器
1998年8月24日，这个日子让像笔者这样热爱硬件的人们都会无法忘记，Intel推出了装有二级高速缓存的赛扬A处理器，这就是日后被众多DIYer捧上神坛的赛扬300A，一个让经典不能再经典的型号。 赛扬300A，从某种意义上已经是Intel的第二代赛扬处理器。第一代的赛扬处理器仅仅拥有266MHz、300MHz两种版本，第一代的Celeron处理器由于不拥有任何的二级缓存，虽然有效的降低了成本，但是性能也无法让人满意。为了弥补性能上的不足，Intel终于首次推出带有二级缓存的赛扬处理器——采用Mendocino核心的Celeron300A、333、366。经典，从此诞生。 赛扬300A的经典，并不仅仅是因为它的超频（多数赛扬300A可以轻松超频至550MHZ），还在于赛扬300A的超频性几乎造就了一条专门为它而生的产业链，主板、转接卡......有多少这样的产品就为了赛扬300A而生。一时间，报纸杂志网络媒体都在讨论这款Celeron300A的超频方式、技巧、配合主板、内存等等。DIY的超频时代正式到临。
1999年： Intel Pentium III 处理器
Intel Pentium III 处理器加入70个新指令，加入网际网络串流SIMD延伸集称为MMX，能大幅提升先进影像、3D、串流音乐、影片、语音辨识等应用的性能，它能大幅提升网际网络的使用经验，让使用者能浏览逼真的线上博物馆与商店，以及下载高品质影片，Intel首次导入0.25微米技术，Intel Pentium III晶体管数目约为950万颗。
2000年： Intel Pentium 4 处理器
采用Pentium 4处理器内建了4200万个晶体管，以及采用0.18微米的电路，首款微处理器Intel 4004的运作频率为108KHz，Pentium 4初期推出版本的速度就高达1.5GHz，若汽车速度在同一时期以相同的速度向上攀升，从旧金山开车到纽约仅仅需要13秒，Pentium 4处理器晶体管数目约为4200万颗，翌年8月，Pentium 4 处理理达到2 GHz的里程碑。
2002年： Intel Pentium 4 HT处理器
英特尔推出新款Intel Pentium 4处理器内含创新的Hyper-Threading(HT）超线程技术。超线程技术打造出新等级的高性能桌上型电脑，能同时快速执行多项运算应用，或针对支持多重线程的软件带来更高的性能。超线程技术让电脑性能增加25%。除了为桌上型电脑使用者提供超线程技术外，英特尔也达成另一项电脑里程碑，就是推出运作频率达3.06 GHz的Pentium 4处理器，是首款每秒执行30亿个运算周期的商业微处理器，如此优异的性能要归功于当时业界最先进的0.13微米制程技术，翌年，内建超线程技术的Intel Pentium 4处理器频率达到3.2 GHz。
2003年：Intel Pentium M处理器
由以色列小组专门设计的新型移动CPU，Pentium M是英特尔公司的x86架构微处理器，供笔记簿型个人电脑使用，亦被作为Centrino的一部分，于2003年3月推出。公布有以下主频：标准1.6GHz，1.5GHz，1.4GHz，1.3GHz，低电压1.1GHz，超低电压900MHz。为了在低主频得到高效能，Banias作出了优化，使每个时钟所能执行的指令数目更多，并通过高级分支预测来降低错误预测率。另外最突出的改进就L2高速缓存增至1MB（P3-M和P4-M都只有512KB），估计Banias数目高达7700万的晶体管大部分就用在这上。此外还有一系列与减少功耗有关的设计：增强型Speedstep技术是必不可少的了，拥有多个供电电压和计算频率，从而使性能可以更好地满足应用需求。智能供电分布可将系统电量集中分布到处理器需要的地方（MVPIV）技术可根据处理器活动动态降低电压，从而支持更低的散热设计功率和更小巧的外形设计；经优化功率的400MHz系统总线；Micro－opsfusion微操作指令融合技术，在存在多个可同时执行的指令的情况下，将这些指令合成为一个指令，以提高性能与电力使用效率。专用的堆栈管理器，使用记录内部运行情况的专用硬件，处理器可无中断执行程序。Banias所对应的芯片组为855系列，855芯片组由北桥芯片855和南桥芯片ICH4-M组成，北桥芯片分为不带内置显卡的855PM（代号Odem）和带内置显卡的855GM（代号Montara-GM），支持高达2GB的DDR266/200内存，AGP4X，USB2.0，两组ATA-100、AC97音效及Modem。其中855GM为三维及显示引擎优化InternalClockGating，它可以在需要时才进行三维显示引擎供电，从而降低芯片组的功率。
2005年： Intel Pentium D 处理器
首颗内含2个处理核心的Intel Pentium D 处理器登场，正式揭开x86处理器多核心时代。
2006年： Intel Core 2 Duo处理器
Core微架构桌面处理器，核心代号Conroe将命名为Core 2 Duo/Extreme家族，其E6700 2.6GHz型号比先前推出之最强的Intel Pentium D 960 (3.6GHz）处理器，在性能方面提升了40%，省电效率也增加40%，Core 2 Duo处理器内含2.91亿个晶体管。
2008年：Intel Atom处理器
2008年6月3日，英特尔在北京向媒体介绍了他们与台北电脑展上同步推出的凌动处理器Atom。英特尔凌动处理采用45纳米制造工艺，2.5瓦超低功耗，价格低廉且性能满足基本需求，主要为上网本（Netbook）和上网机(Nettop）使用。作为具有简单易用、经济实惠的新型上网设备——上网本和上网机，他们主要具有较好的互联网功能，还可以进行学习、娱乐、图片、视频等应用，是经济与便携相结合的新电脑产品。其最具代表性的产品为半年前华硕率先推出的Eee PC电脑，而现在戴尔、宏基、惠普等众多厂商也纷纷推出同类产品，行业对该市场前景乐观。这次推出的英特尔凌动处理器分为两款，为上网本设计的凌动N270与为上网机设计的凌动230，搭配945GM芯片组，可以满足基本的视频、图形、浏览需求，并且体积小巧，同时价格能控制在低于主流电脑的价位。据英特尔核算，采用凌动处理器的上网本可以做到低至250美元左右，而上网机则不会超过300美元。 会上英特尔展示了以长城、海尔、同方为代表的上网机和上网本设备。其中一款同方的上网机售价预计在1999元左右，主要用于连接液晶电视，通过遥控器进行各种上网和数码应用，并具备安装XP系统进行电脑应用的能力。而多款国产上网本售价还并未公布，但估计定价会在2999元左右以赢得市场。
2008年：Intel Core i7处理器
Intel官方正式确认，基于全新Nehalem架构的新一代桌面处理器将沿用“Core”（酷睿） 名称，命名为“Intel Core i7”系列，至尊版的名称是“Intel Core i7 Extreme”系列。Core i7（中文：酷睿 i7，核心代号：（Bloomfield）处理器是英特尔于2008年推出的64位四核心CPU，沿用x86-64指令集，并以Intel Nehalem微架构为基础，取代Intel Core 2系列处理器。Nehalem曾经是Pentium 4 10 GHz版本的代号。Core i7的名称并没有特别的含义，Intel表示取i7此名的原因只是听起来悦耳，“i”的意思是智能（intelligence的首字母），而7则没有特别的意思，更不是指第7代产品。而Core就是延续上一代Core处理器的成功，有些人会以“爱妻”昵称之。官方的正式推出日期是2008年11月17日。早在11月3日，官方己公布相关产品的售价，网上评测亦陆续被解封。
2009年：Intel Core i5处理器
酷睿i5处理器是英特尔的一款产品，同样建基于Intel Nehalem微架构。与Core i7支持三通道存储器不同，Core i5只会集成双通道DDR3存储器控制器。另外，Core i5会集成一些北桥的功能，将集成PCI-Express控制器。接口亦与Core i7的LGA 1366不同，Core i5采用全新的LGA 1156。处理器核心方面，代号Lynnfiled，采用45纳米制程的Core i5会有四个核心，不支持超线程技术，总共仅提供4个线程。L2缓冲存储器方面，每一个核心拥有各自独立的256KB，并且共享一个达8MB的L3缓冲存储器。芯片组方面，会采用Intel P55（代号：IbexPeak）。它除了支持Lynnfield外，还会支持Havendale处理器。后者虽然只有两个处理器核心，但却集成了显示核心。P55会采用单芯片设计，功能与传统的南桥相似，支持SLI和Crossfire技术。但是，与高端的X58芯片组不同，P55不会采用较新的QPI连接，而会使用传统的DMI技术[1]。接口方面，可以与其他的5系列芯片组兼容[2]。它会取代P45芯片组。
2010年：Intel Core i3处理器
酷睿i3作为酷睿i5的进一步精简版，是面向主流用户的CPU家族标识。拥有Clarkdale(2010年）、Arrandale(2010年）、Sandy Bridge(2011年）等多款子系列。
2011年： Intel Sandy Bridge处理器
SNB(Sandy Bridge）是英特尔在2011年初发布的新一代处理器微架构，这一构架的最大意义莫过于重新定义了“整合平台”的概念，与处理器“无缝融合”的“核芯显卡”终结了“集成显卡”的时代。这一创举得益于全新的32nm制造工艺。由于Sandy Bridge 构架下的处理器采用了比之前的45nm工艺更加先进的32nm制造工艺，理论上实现了CPU功耗的进一步降低，及其电路尺寸和性能的显著优化，这就为将整合图形核心（核芯显卡）与CPU封装在同一块基板上创造了有利条件。此外，第二代酷睿还加入了全新的高清视频处理单元。视频转解码速度的高与低跟处理器是有直接关系的，由于高清视频处理单元的加入，新一代酷睿处理器的视频处理时间比老款处理器至少提升了30%。
2012年： Intel ivy Bridge处理器
在2012年4月24日下午北京天文馆，Intel正式发布了ivy bridge（IVB）处理器。22nm Ivy Bridge会将执行单元的数量翻一番，达到最多24个，自然会带来性能上的进一步跃进。Ivy Bridge会加入对DX11的支持的集成显卡。另外新加入的XHCI USB 3.0控制器则共享其中四条通道，从而提供最多四个USB 3.0，从而支持原生USB3.0。cpu的制作采用3D晶体管技术的CPU耗电量会减少一半。
AMD
1981年，AMD 287 FPU，使用Intel80287 核心。产品的市场定位和性能与Intel80287 基本相同。也是迄今为止AMD 公司唯一生产过的FPU产品，十分稀有。
AMD 8080(1974年）、8085(1976年）、8086(1978年）、8088(1979年）、80186(1982年）、80188、80286微处理器，使用Intel8080 核心。产品的市场定位和性能与Intel同名产品基本相同。
AMD 386(1991年）微处理器，核心代号P9，有SX 和DX 之分，分别与Intel80386SX 和DX 相兼容的微处理器。AMD 386DX与Intel 386DX同为32位处理器。不同的是AMD 386SX是一个完全的16位处理器，而Intel 386SX是一种准32位处理器（内部总线32位，外部16位）。AMD 386DX的性能与Intel80386DX相差无己，同为当时的主流产品之一。AMD也曾研发了386 DE等多种型号基于386核心的嵌入式产品。
AMD 486DX(1993年）微处理器，核心代号P4，AMD 自行设计生产的第一代486产品。而后陆续推出了其他486级别的产品，常见的型号有：486DX2，核心代号P24；486DX4，核心代号P24C；486SX2，核心代号P23等。其它衍生型号还有486DE、486DXL2等，比较少见。AMD 486的最高频率为120MHz（DX4-120），这是第一次在频率上超越了强大的竞争对手Intel。
AMD 5X86(1995年）微处理器，核心代号X5，AMD 公司在486市场的利器。486时代的后期，TI（德州仪器）推出了高性价比的TI486DX2-80，很快占领了中低端市场，Intel 也推出了高端的Pentium系列。AMD为了抢占市场的空缺，便推出了5x86系列CPU（几乎是与Cyrix 5x86同时推出）。它是486级最高频的产品----33*4、133MHz，0.35微米制造工艺，内置16KB一级回写缓存，性能直指Pentium75，并且功耗要小于Pentium。
AMD K5(1997年）微处理器，1997年发布。因为研发问题，其上市时间比竞争对手Intel的"奔腾"晚了许多，再加上性能并不十分出色，这个不成功的产品一度使得AMD 的市场份额大量丧失。K5的性能非常一般，整数运算能力比不上Cyrix x86，但比"奔腾"略强；浮点预算能力远远比不上"奔腾"，但稍强于Cyrix 6x86。综合来看，K5属于实力比较平均的产品，而上市之初的低廉的价格比其性能更加吸引消费者。另外，最高端的K5-RP200产量很小，并且没有在中国大陆销售。
AMD K6(1997年）处理器是与Intel PentiumMMX同档次的产品。是AMD 在收购了NexGen，融入当时先进的NexGen 686技术之后的力作。它同样包含了MMX指令集以及比Pentium MMX整整大出一倍的64KB的L1缓存！整体比较而言，K6是一款成功的作品，只是在性能方面，浮点运算能力依旧低于Pentium MMX。
K6-2(1998年）系列微处理器曾经是AMD的拳头产品，现在我们称之为经典。为了打败竞争对手Intel，AMD K6-2系列微处理器在K6的基础上做了大幅度的改进，其中最主要的是加入了对"3DNow！"指令的支持。"3DNow！"指令是对X86体系的重大突破，此项技术带给我们的好处是大大加强了计算机的3D处理能力，带给我们真正优秀的3D表现。当你使用专门"3DNow！"优化的软件时就能发现，K6-2的潜力是多么的巨大。而且大多数K6-2并没有锁频，加上0.25微米制造工艺带给我们的低发热量，能很轻松的超频使用。也就是从K6-2开始，超频不再是Intel的专有名词。同时，K6-2也继承了AMD 一贯的传统，同频型号比Intel 产品价格要低25% 左右，市场销量惊人。K6-2系列上市之初使用的是"K6 3D"这个名字（"3D"即"3DNow！"），待到正式上市才正名为"K6-2"。正因为如此，大多数K6 3D为ES（少量正式版，毕竟没有量产）。K6 3D曾经有一款非标准的250MHz 产品，但是在正式的K6-2系列中并没有出现。K6-2的最低频率为200MHz，最高达到550MHz。
AMD 于1999年2月推出了代号为"Sharptooth"（利齿）的K6-3(1998年）系列微处理器，它是AMD 推出的最后一款支持Super架构和CPGA封装形式的CPU。K6-3采用了0.25微米制造工艺，集成256KB二级缓存（竞争对手英特尔的新赛扬是128KB），并以CPU 的主频速度运行。而曾经Socket 7主板上的L2此时就被K6-3自动识别为了L3，这对于高频率的CPU来说无疑很有优势，虽然K6-3的浮点运算依旧差强人意。因为各种原因，K6-3投放市场之后难觅踪迹，价格也并非平易近人，即便是更加先进的K6-3+出现之后。
AMD 于2001年10月推出了K8架构。尽管K8和K7采用了一样数目的浮点调度程序窗口（scheduling window ），但是整数单元从K7的18个扩充到了24个，此外，AMD 将K7中的分支预测单元做了改进。global history counter buffer（用于记录CPU 在某段时间内对数据的访问，称之为全历史计数缓冲器）比起Athlon来足足大了4倍，并在分支测错前流水线中可以容纳更多指令数，AMD 在整数调度程序上的改进让K8的管线深度比Athlon多出2级。增加两级线管深度的目的在于提升K8的核心频率。在K8中，AMD 增加了后备式转换缓冲，这是为了应对Opteron在服务器应用中的超大内存需求。
AMD于2007下半年推出K10架构。
采用K10架构的 Barcelona 为四核并有4.63亿晶体管。Barcelona是AMD 第一款四核处理器，原生架构基于65nm 工艺技术。和Intel Kentsfield 四核不同的是，Barcelona并不是将两个双核封装在一起，而是真正的单芯片四核心。
AMD于2008年推出K10.5架构，该架构采用45nm制造工艺。引进三级缓存的新概念。
基本术语
主频
主频也叫时钟频率，单位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。
CPU的主频=外频×倍频系数。主频和实际的运算速度存在一定的关系，但并不是一个简单的线性关系。 所以，CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的，主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中，也可以看到这样的例子：1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz至强（Xeon）/Opteron一样快，或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。CPU的运算速度还要看CPU的流水线、总线等等各方面的性能指标。
外频
外频是CPU的基准频率，单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。通俗地说，在台式机中，所说的超频，都是超CPU的外频（当然一般情况下，CPU的倍频都是被锁住的）相信这点是很好理解的。但对于服务器CPU来讲，超频是绝对不允许的。前面说到CPU决定着主板的运行速度，两者是同步运行的，如果把服务器CPU超频了，改变了外频，会产生异步运行，（台式机很多主板都支持异步运行）这样会造成整个服务器系统的不稳定。
目前的绝大部分电脑系统中外频与主板前端总线不是同步速度的，而外频与前端总线（FSB）频率又很容易被混为一谈。
前端总线频率
前端总线（FSB)频率（即总线频率）是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算，即数据带宽=（总线频率×数据位宽）/8，数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。比方，现在的支持64
位的至强Nocona，前端总线是800MHz，按照公式，它的数据传输最大带宽是6.4GB/秒。
外频与前端总线（FSB）频率的区别：前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是CPU与主板之间同步运行的速
度。也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一亿次；而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷8bit/Byte=800MB/s。
其实现在“HyperTransport”构架的出现，让这种实际意义上的前端总线（FSB）频率发生了变化。IA-32架构必须有三大重要的构件：内存控制器Hub (MCH)，I/O控制器Hub和PCI Hub，像Intel很典型的芯片组Intel 7501.Intel7505芯片组，为双至强处理器量身定做的，它们所包含的MCH为CPU提供了频率为533MHz的前端总线，配合DDR内存，前端总线带宽可达到4.3GB/秒。但随着处理器性能不断提高同时给系统架构带来了很多问题。而“HyperTransport”构架不但解决了问题，而且更有效地提高了总线带宽，比方AMD Opteron处理器，灵活的HyperTransport I/O总线体系结构让它整合了内存控制器，使处理器不通过系统总线传给芯片组而直接和内存交换数据。这样的话，前端总线（FSB）频率在AMD Opteron处理器就不知道从何谈起了。
倍频系数
倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高CPU的频率也越高。但实际上，在相同外频的前提下，高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的，一味追求高主频而得到高倍频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应－CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。一般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的，少量的如Intel 酷睿2核心的奔腾双核E6500K和一些至尊版的CPU不锁倍频，而AMD之前都没有锁，现在AMD推出了黑盒版CPU（即不锁倍频版本，用户可以自由调节倍频，调节倍频的超频方式比调节外频稳定得多）。
缓存
缓存大小也是CPU的重要指标之一，而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大，CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时，CPU往往需要重复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上寻找，以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑，缓存都很小。
L1 Cache(一级缓存）是CPU第一层高速缓存，分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32－256KB。
L2 Cache（二级缓存）是CPU的第二层高速缓存，分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同，而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能，原则是越大越好，以前家庭用CPU容量最大的是512KB，现在笔记本电脑中也可以达到2M，而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高，可以达到8M以上。
L3 Cache(三级缓存），分为两种，早期的是外置，现在的都是内置的。而它的实际作用即是，L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟，同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效，故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。
其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上，当时的L3缓存受限于制造工艺，并没有被集成进芯片内部，而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是P4EE和至强MP。Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器，和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。
但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要，比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手，由此可见前端总线的增加，要比缓存增加带来更有效的性能提升。
扩展指令集
CPU依靠指令来自计算和控制系统，每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。
从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分（指令集共有四个种类），而从具体运用看，如Intel的MMX（Multi Media Extended，此为AMD猜测的全称，Intel并没有说明词源）、SSE、SSE2（Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2）、SSE3、SSE4系列和AMD的3DNow！等都是CPU的扩展指令集，分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。
通常会把CPU的扩展指令集称为”CPU的指令集”。SSE3指令集也是目前规模最小的指令集，此前MMX包含有57条命令，SSE包含有50条命令，SSE2包含有144条命令，SSE3包含有13条命令。
工作电压
从586CPU开始，CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种，通常CPU的核心电压小于等于I/O电压。其中内核电压的大小是根据CPU的生产工艺而定，一般制作工艺越小，内核工作电压越低；I/O电压一般都在1.6~5V。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。
常见问题
CPU使用率高的原因及解决方法
1、当机器慢下来的时候，首先我们想到的当然是打开任务管理器了，看看到底是哪个程序占了较高的比例，如果是某个大程序那还可以原谅，在关闭该程序后只要CPU正常了那就没问题；如果不是，那你就要看看是什么程序了，当你查不出这个进程是什么的时候就去google或者baidu搜。有时只结束是没用的，在xp下我们可以结合msconfig里的启动项，把一些不用的项给关掉。在2000下可以去下个winpatrol来用。
2、一些常用的软件，比如浏览器占用了很高的CPU，那么就要升级该软件或者干脆用别的同类软件代替，有时软件和系统会有点不兼容，当然我们可以试下xp系统下给我们的那个兼容项，右键点该.exe文件选兼容性。
3、 svchost.exe有时是比较头痛的，当你看到你的某个svchost.exe占用很大CPU时你可以去下个aports或者fport来检察其对应的程序路径，也就是什么东西在调用这个svchost.exe，如果不是C：Windowssystem32（xp）或C：winntsystem32（2000）下的，那就可疑。升级杀毒软件杀毒吧。
4、右击文件导致100%的CPU占用我们也会遇到，有时点右键停顿可能就是这个问题了。官方的解释：先点左键选中，再右键（不是很理解）。非官方：通过在桌面点右键-属性-外观-效果，取消“为菜单和工具提示使用下列过度效果（U）”来解决。还有某些杀毒软件对文件的监控也会有所影响，可以关闭杀毒软件的文件监控；还有就是对网页，插件，邮件的监控也是同样的道理。
5、 一些驱动程序有时也可能出现这样的现象，最好是选择微软认证的或者是官方发布的驱动来装，有时可以适当的升级驱动，不过记得最新的不是最好的。
6、CPU降温软件，由于软件在运行时会利用所以的CPU空闲时间来进行降温，但Windows不能分辨普通的CPU占用和降温软件的降温指令之间的区别，因此CPU始终显示100%，这个就不必担心了，不影响正常的系统运行。
7、 在处理较大的word文件时由于word的拼写和语法检查会使得CPU累，只要打开word的工具-选项-拼写和语法把“检查拼写和检查语法”勾去掉。
8、单击avi视频文件后CPU占用率高是因为系统要先扫描该文件，并检察文件所有部分，并建立索引。解决办法：右击保存视频文件的文件夹-属性-常规-高级，去掉为了快速搜索，允许索引服务编制该文件夹的索引的勾。
温度过高
1、关机断电静止一段时间后再尝试安装。
2、处理机箱内部灰尘，增强散热。
3、调节外部环境，比如笔记本使用散热风扇，开空调、开风扇降低室内温度等。[2]
CPU占用
1、打开任务管理器结束系统病毒进程“services.exe”。
2、使用杀毒软件查找病毒并删除。
3、进入Winnt/system32或Windows/system32目录中，找到文件services.exe并将其删除。
4、按Win+R键打开运行，输入regedit，打开注册表编辑器。
5、依次展开至：HKEY_LOCAL_MACHNESoftwareMicrosoftWindowsCurrentRun，然后在右侧中找到service =%Windir%/services.exe –serv并删除即可。[1]
概括
第五代计算机的CPU由电路板，固件，晶体管，针脚，金属包装，一级缓存，二级缓存，三级缓存，组成，常用有3类，第一是X86和AMD64架构的CPU，第二类是ARMv7架构的CPU，第三是微处理器，位数通常小于16位，在很多电器中都有微处理器。
主流CPU缓存一般都是这样的：256KB 1级缓存，512KB 2级缓存，4096 KB 三级缓存
CPU和缓存频率都有比例
CPU频率并不代表性能，但是他排名第二，最大影响是架构，一分钱一分货
CPU频率可以被更改，电压可以被改----超频，降频，加压，降压。
CPU发热量和频率，电压有关系
AMD的CPU频率高，电压高，架构一般，性价比高
INTEL的CPU频率中，电压低，架构优秀，价格高
Cortex的CPU频率低，电压特低，架构差，价格低
若要对CPU下诏书，要学会bat批处理，做正式程序至少要学C语言，优秀程序要学C++，但是，一般人只依靠下载软件，推荐：安全软件360卫士，聊天QQ，输入法搜狗，360极速游览器
CPU处理的是一大串的01数码，也就是二进制的数字
使用率高
方法一：
按Windows+r组合键，输入regedit回车打开注册表编辑器，展开以下位置：
HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSetServicesTimeBroker
在右侧找到start，将其值从3改为4。
要提醒的是，修改这一值会影响到Cortana的性能，它是导致CPU超高占用的可能原因之一。如果你不使用Cortana的话，可以参考这个方法。
方法二：
导致CPU占用的另一个原因可能是后台用于更新的P2P分享服务，你可以选择关闭P2P分享。方法：打开系统设置—更新和安全—Windows更新—高级选项—选择如何提供更新，将“更新来自多个位置”关闭即可。
方法三：
如果你使用的是Win10家庭版系统，并且启用了Windows聚焦(Spotlight)功能，可能是该功能的后台服务导致CPU占用超高。打开系统设置—个性化—锁屏界面，选择其他背景模式。
方法四：
Windows提示功能也可能会导致CPU占用居高，该功能会根据用户的操作习惯推送一些有关系统功能特性的通知，如果你已经非常熟悉Win10，可以将其关闭。打开系统设置—系统—通知和操作，关闭“显示有关Windows的提示”。
方法五：
如果你用的是Windows XP或Windows 7或其他，那么你可以用Ctrl+Alt+Delete，打开任务管理器——进程——CPU——看到CPU，数据大的选择结束进程。