Центральный процессор (ЦП) считается мозгом компьютера. Иногда его название сокращается до «процессор». В центральном процессоре выполняется большинство вычислительных операций. С точки зрения вычислительной мощности ЦП является наиболее важным элементом системы компьютера. ЦП поставляются в различных форм-факторах, каждый из них требует специфического гнезда или разъема на материнской плате. В число наиболее популярных производителей ЦП входят Intel и AMD

Разъем или гнездо ЦП — это место подключения процессора к материнской плате. Большинство разъемов и процессоров, используемых в настоящее время, созданы на основе архитектур корпуса с матрицей штырьковых выводов (PGA), показанных на рисунке 1, и матрицей ламелей (LGA), показанных на рисунке 2. В архитектуре PGA штырьки в нижней части процессора устанавливаются в разъем, как правило с нулевым усилием вставки. Термин «нулевое усилие вставки» означает силу, которая необходима для установки ЦП в разъем или гнездо материнской платы. В архитектуре LGA штырьки находятся в разъеме, а не на процессоре. Процессоры на основе гнезд, показанные на рисунке 3, имеют форму кассеты и устанавливаются в разъем, похожий на гнездо расширения (показан в левом нижнем углу на рисунке 4).

ЦП выполняет программу, которая является последовательностью сохраненных команд. Каждая модель процессора имеет набор команд, которые он выполняет. ЦП выполняет программу, обрабатывая каждую фрагмент данных в соответствии с указаниями программы и набором команд. В то время как ЦП выполняет один шаг программы, другие команды и данные сохраняются рядом, в особой памяти, называемой кэшем. С набором команд связаны две основные архитектуры ЦП:

Некоторые ЦП производства Intel используют гиперпоточность для повышения производительности своей работы. При гиперпоточности несколько фрагментов кода (потоков) выполняются в ЦП одновременно. Для операционной системы один гиперпоточный ЦП при обработке нескольких потоков функционирует как два ЦП.

Некоторые процессоры производства AMD для увеличения своей производительности используют гипертранспортную шину. Гипертранспортная шина — это высокоскоростное подключение между ЦП и северным мостом с низким уровнем задержек.

Мощность ЦП измеряется с точки зрения скорости и объема данных, который он может обработать. Скорость ЦП измеряется в циклах в секунду, например миллионах циклов в секунду, называемых мегагерцами (МГц), или миллиардах циклов в секунду, называемых гигагерцами (ГГц). Объем данных, который ЦП может обработать за единицу времени, зависит от ширины внешней шины. Ее также называют шиной ЦП или шиной данных процессора. Увеличив ширину шины ЦП, можно повысить производительность его работы. Ширина внешней шины измеряется в битах. Бит (разряд) — наименьшая единица измерения данных в компьютере, она соответствует двоичному формату, в котором обрабатываются данные. В современных процессорах используются 32-разрядные или 64-разрядные внешние шины.

Превышение тактовой частоты (разгон) процессора — прием, используемый для того, чтобы процессор работал быстрее, чем указано в его спецификации. Не рекомендуется использовать разгон для повышения производительности компьютера, поскольку это может привести к повреждению ЦП. Пропуск тактов ЦП является прямой противоположностью разгону. Пропуск тактов ЦП — это прием, используемый в тех случаях, когда процессор работает на скорости, меньше специфицированной, для экономии электроэнергии или снижения нагрева. Пропуск тактов широко используется на ноутбуках и других мобильных устройствах.

Появление новейших технологий в области производства процессоров привело к тому, что производители ЦП стараются найти способы установить более одного ядра ЦП на одну микросхему. Такие ЦП способны обрабатывать несколько команд параллельно: