CPU（Central Processing Unit：中央處理器）是負責電腦運算與控制核心的半導體晶片。它依序解讀並執行程式指令，統籌對記憶體的資料讀寫、周邊裝置的控制以及運算處理。現代 CPU 以多核心架構（1顆晶片搭載多個運算核心）為標準，伺服器用以 96～192 核心（AMD EPYC Turin・Intel Xeon 6）、PC 用以 8～24 核心為主流。
CPU 與 GPU 最大的差異在於運算架構。CPU 以少數（數十～數百個）高效能核心擅長複雜的循序處理，GPU 則以數千～數萬個小型核心擅長單純的平行運算。AI・深度學習的訓練以 GPU 或 TPU 為主角，但推論的協調調度、作業系統控制與記憶體管理由 CPU 負責，即使在 AI 伺服器中，CPU（Intel Xeon・AMD EPYC）也是不可或缺的存在。
CPU 的製造使用最先進的邏輯製程（TSMC 3nm／2nm・Intel 18A）。Apple M4（TSMC 3nm N3E）、AMD EPYC Turin（TSMC 4nm N4P）、Intel Core Ultra（TSMC N3B）等主要 CPU 都由台積電代工製造，成為台積電先進邏輯節點需求的主要驅動力。英特爾則是少數以自家晶圓廠（Intel 3 製程）製造 CPU 的 IDM。
CPU 的效能指標由時脈頻率、核心數、快取容量與記憶體頻寬（DDR5・HBM）的組合決定。在 AI 推論伺服器中，「CPU 的記憶體容量（DDR5 RDIMM）」左右 LLM 的 KV 快取保存量，AMD EPYC Genoa 以 12 通道 DDR5 最多可搭載 3TB 以上的記憶體。使用 CXL（Compute Express Link）的記憶體擴充也預計在 2026年以後普及。
CPU 市場由英特爾、超微、蘋果（M 系列）、高通（ARM 架構）、Ampere 在 PC、伺服器與行動裝置領域競爭。轉向 ARM 架構的趨勢正在加速，像 Apple Silicon（M4）、AWS Graviton4、Amazon Trainium2 這類整合 ARM CPU 與 AI 加速器的 SoC 設計已成為主流。在 CPU 製造設備市場，對先進邏輯設備（EUV 曝光・ALD・蝕刻）的需求持續增加。