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将CPU集成在一块芯片上所形成的元器件称为微处理器。
微处理器由一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器。这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能。
微处理器能完成取指令、执行指令，以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操作，是微型计算机的运算控制部分。它可与存储器和外围电路芯片组成微型计算机。
微处理器（英语：Microprocessor，缩写：µP或uP）是可编程特殊集成电路。一种处理器，其所有组件小型化至一块或数块集成电路内。一种集成电路，可在其一端或多端接受编码指令，执行此指令并输出描述其状态的信号。这些指令能在内部输入、集中或存放起来。又称半导体中央处理器（CPU），是微型计算机的一个主要部件。微处理器的组件常安装在一个单片上或在同一组件内，但有时分布在一些不同芯片上。在具有固定指令集的微型计算机中，微处理器由算术逻辑单元和控制逻辑单元组成。在具有微程序控制的指令集的微型计算机中，它包含另外的控制存储单元[1]。用作处理通用资料时，叫作中央处理器。这也是最为人所知的应用（如：AMD Ryzen CPU）；专用于图像资料处理的，叫作Graphics Processing Unit图形处理器（如Nvidia GeForce 30X0 GPU）；用于音讯资料处理的，叫作Audio Processing Unit音讯处理单元（如Creative emu10k1 APU）等等。从物理角度来说，它就是一块集成了数量庞大的微型晶体管与其他电子组件的半导体集成电路芯片。
之所以会被称为微处理器，不仅是因为它比迷你电脑所用的处理器还要小而已。最主要的区别，是因为当初各大芯片厂之制程，已经进入了1 微米尺度的阶段。在微米尺度下所产制出来的处理器芯片，厂商就会在产品名称上用“微”字，以彰显自身的技术。与现在的许多商业广告中，“纳米”字眼时常出现一样。
早在微处理器问世之前，电子计算机的中央处理单元就经历了从真空管到晶体管以及再后来的离散式TTL集成电路等几个重要阶段。甚至在电子计算机以前，还出现过以齿轮、轮轴和杠杆为基础的机械结构计算机。文艺复兴时期的著名画家兼科学家列奥纳多·达·芬奇就曾做过类似的设计，但那个时代落后的制造技术根本没有能力将这个设计付诸实现。微处理器的发明使得复杂的电路群得以制成单一的电子组件。
从1970年代早期开始，微处理器性能的提升就基本上遵循着IT界著名的摩尔定律。这意味着在过去的30多年里每18个月，CPU的计算能力就会翻倍。大到巨型机，小到笔记型电脑，持续高速发展的微处理器取代了诸多其他计算形式而成为各个类别各个领域所有计算机系统的计算动力之源。
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