1、伺服器處理器主頻
伺服器處理器主頻也叫時脈頻率，單位是MHz，用來表示CPU的運算速度。 CPU的主頻=外頻×倍頻係數。很多人認為主頻決定CPU的運作速度，這不僅是個片面的，而且對於伺服器來講，這個認識也出現了偏差。至今，沒有一條確定的公式能夠實現主頻和實際的運算速度兩者之間的數值關係，即使是兩大處理器廠家Intel和AMD，在這點上也存在著很大的爭議，我們從Intel的產品的發展趨勢，可以看出Intel很注重加強自身主頻的發展。像其他的處理器廠家，有人曾經拿過一快1G的全美達來做比較，它的運作效率相當於2G的Intel處理器。
所以，CPU的主頻與CPU實際的運算能力是沒有直接關係的，主頻表示在CPU內數位脈衝訊號震蕩的速度。在Intel的處理器產品中，我們也可以看到這樣的例子:1 GHz Itanium晶片能夠表現得差不多跟2.66 GHz Xeon/Opteron一樣快，或是1.5 GHz Itanium 2大約跟4 GHz Xeon/Opteron一樣快。 CPU的運算速度也要看CPU的管線的各方面的效能指標。
當然，主頻和實際的運算速度是相關的，只能說主頻只是CPU效能表現的一個面向，而不代表CPU的整體效能。
2、伺服器前端匯流排(FSB)頻率
前端匯流排(FSB)頻率(即匯流排頻率)是直接影響CPU與記憶體直接資料交換速度。有一個公式可以計算，即資料頻寬=(匯流排頻率×資料頻寬)/8，資料傳輸最大頻寬取決於所有同時傳輸的資料的寬度和傳輸頻率。比方，現在的支援64位元的至強Nocona，前端匯流排是800MHz，依照公式，它的資料傳輸最大頻寬是6.4GB/秒。
外頻與前端匯流排(FSB)頻率的差異:前端匯流排的速度指的是資料傳輸的速度，外頻是CPU與主機板之間同步運作的速度。也就是說，100MHz外頻特指數位脈衝訊號在每秒鐘震盪一千萬次;而100MHz前端匯流排指的是每秒鐘CPU可接受的資料傳輸量是100MHz×64bit÷8Byte/bit=800MB/ s。
其實作在「HyperTransport」架構的出現，讓這種實際意義上的前端匯流排(FSB)頻率改變了。之前我們知道IA-32架構必須有三大重要的構件:記憶體控制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和PCI Hub，像Intel很典型的晶片組Intel 7501、Intel7505晶片組，為雙至強處理器量身定做的，它們所包含的MCH為CPU提供了頻率為533MHz的前端匯流排，配合DDR內存，前端匯流排頻寬可達到4.3GB/秒。
但隨著處理器效能不斷提高同時為系統架構帶來了許多問題。而「HyperTransport」架構不但解決了問題，而且更有效地提高了匯流排頻寬，比方AMD Opteron處理器，靈活的HyperTransport I/O匯流排體系結構讓它整合了記憶體控制器，使處理器不透過系統匯流排傳給晶片組而直接和記憶體交換資料。這樣的話，前端匯流排(FSB)頻率在AMD Opteron處理器就不知道從何談起了。
3、處理器外頻
外頻是CPU的基準頻率，單位也是MHz。 CPU的外頻決定著整塊主機板的運轉速度。說穿了，在台式機中，我們所說的超頻，都是超CPU的外頻(當然一般情況下，CPU的倍頻都是被鎖住的)相信這點是很好理解的。但對於伺服器CPU來講，超頻是絕對不允許的。前面說到CPU決定著主機板的運行速度，兩者是同步運行的，如果把伺服器CPU超頻了，改變了外頻，會產生異步運行，(台式機很多主機板都支援異步運行)這樣會造成整個伺服器系統的不穩定。
目前的絕大部分電腦系統中外頻也是記憶體與主機板之間的同步運作的速度，在這種方式下，可以理解為CPU的外頻直接與記憶體相連，實現兩者間的同步運作狀態。外頻與前端匯流排(FSB)頻率很容易被混為一談，下面的前端匯流排介紹我們談談兩者的差異。
4.CPU的位元和字長
位:在數位電路和電腦技術中採用二進制，代碼只有“0”和“1”，其中無論是“0”或是“1”在CPU中都是一“位”。
字長:電腦技術中對CPU在單位時間內(同一時間)能一次處理的二進制數的位數叫字長。所以能處理字長為8位元資料的CPU通常就叫8位元的CPU。同理32位元的CPU就能在單位時間內處理字長為32位元的二進位資料。 位元組和字長的區別:由於常用的英文字元用8位元二進位就可以表示，所以通常就將8位元稱為一個位元組。字長的長度是不固定的，對於不同的CPU、字長的長度也不一樣。 8位元的CPU一次只能處理一個位元組，而32位元的CPU一次就能處理4個位元組，同理字長為64位元的CPU一次可以處理8個位元組。
5.倍頻係數
倍頻係數是指CPU主頻與外頻之間的相對比例關係。在相同的外頻下，倍頻越高CPU的頻率也越高。但實際上，在相同外頻的前提下，高倍頻的CPU本身意義並不大。這是因為CPU與系統之間資料傳輸速度是有限的，一味追求高倍頻而得到高主頻的CPU就會出現明顯的「瓶頸」效應—CPU從系統中得到資料的極限速度不能夠滿足CPU運算的速度。一般除了工程樣版的Intel的CPU都是鎖了倍頻的，而AMD之前都沒有鎖。
6、CPU緩存
快取大小也是CPU的重要指標之一，而且快取的結構和大小對CPU速度的影響非常大，CPU內快取的運作頻率極高，一般是和處理器同頻運作，工作效率遠大於系統記憶體和硬碟.實際工作時，CPU往往需要重複讀取同樣的資料塊，而快取容量的增大，可以大幅提升CPU內部讀取資料的命中率，而不用再到記憶體或硬碟上尋找，以此提高系統效能。但是由於CPU晶片面積和成本的因素來考慮，快取都很小。
L1 Cache(一級快取)是CPU第一層高速緩存，分為資料快取和指令快取。內建的L1快取的容量和結構對CPU的效能影響較大，不過高速緩衝記憶體皆由靜態RAM組成，結構較複雜，在CPU管芯面積不能太大的情況下，L1級高速緩存的容量不可能做得太大。一般伺服器CPU的L1快取的容量通常在32—256KB。
L2 Cache(二級緩存)是CPU的第二層高速緩存，分內部和外部兩種晶片。內部的晶片二級快取運轉速度與主頻相同，而外部的二級快取則只有主頻的一半。 L2高速緩存容量也會影響CPU的效能，原則是越大越好，現在家庭用CPU容量最大的是512KB，而伺服器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達256-1MB，有的高達2MB或者3MB 。
L3 Cache(三級快取)，分為兩種，早期的是外置，現在的都是內建的。而它的實際作用即是，L3快取的應用可以進一步降低記憶體延遲，同時提升大數據量運算時處理器的效能。降低記憶體延遲和提升大數據量運算能力對遊戲都很有幫助。而在伺服器領域增加L3快取在效能方面仍有顯著的提升。比方具有較大L3快取的配置利用實體記憶體會更有效，故它比較慢的磁碟I/O子系統可以處理更多的資料請求。具有較大L3快取的處理器提供更有效的檔案系統快取行為及較短訊息和處理器佇列長度。
其實最早的L3快取被應用在AMD發布的K6-III處理器上，當時的L3緩存受限於製造工藝，並沒有被整合進晶片內部，而是整合在主機板上。在只能夠和系統匯流排頻率同步的L3快取同主記憶體其實差不了多少。後來使用L3快取的是英特爾為伺服器市場所推出的Itanium處理器。接著就是P4EE和至強MP。 Intel也打算推出一款9MB L3快取的Itanium2處理器，和以後24MB L3快取的雙核心Itanium2處理器。
但基本上L3快取對處理器的效能提升顯得不是很重要，比方配備1MB L3快取的Xeon MP處理器卻仍然不是Opteron的對手，由此可見前端匯流排的增加，要比快取增加帶來更有效的性能提升。
[Cut-Page]
7.CPU擴充指令集
CPU依賴指令來計算和控制系統，每款CPU在設計時就規定了一系列與其硬體電路相配合的指令系統。指令的強弱也是CPU的重要指標，指令集是提高微處理器效率最有效的工具之一。從現階段的主流體系結構講，指令集可分為複雜指令集與精簡指令集兩部分，而從具體運用看，如Intel的MMX(Multi Media Extended)、SSE、 SSE2(Streaming-Single instruction multiple data -Extensions 2)、SEE3和AMD的3DNow!等都是CPU的擴展指令集，分別增強了CPU的多媒體、圖形圖象和Internet等的處理能力。
我們通常會把CPU的擴充指令集稱為"CPU的指令集"。 SSE3指令集也是目前規模最小的指令集，先前MMX包含有57條命令，SSE包含有50條命令，SSE2包含有144個命令，SSE3包含有13個命令。目前SSE3也是最先進的指令集，英特爾Prescott處理器已經支援SSE3指令集，AMD會在未來雙核心處理器當中加入對SSE3指令集的支持，全美達的處理器也將支持這一指令集。
8.CPU核心和I/O工作電壓
從586CPU開始，CPU的工作電壓分為核心電壓和I/O電壓兩種，通常CPU的核心電壓小於等於I/O電壓。其中核心電壓的大小是根據CPU的生產流程而定，一般製作製程越小，核心工作電壓越低;I/O電壓一般都在1.6~5V。低電壓能解決耗電量過高和發熱過高的問題。
9.製造工藝
製造製程的微米是指IC內電路與電路之間的距離。製造製程的趨勢是朝向密集度愈高的方向發展。密度越高的IC電路設計，意味著在同樣大小面積的IC中，可以擁有密度更高、功能更複雜的電路設計。現在主要的180nm、130nm、90nm。最近官方已經表示有65nm的製造流程了。
10、指令集
(1)CISC指令集
CISC指令集，也稱為複雜指令集，英文名稱是CISC，(Complex Instruction Set Computer的縮寫)。在CISC微處理器中，程式的各條指令是依序串列執行的，每條指令中的各個操作也是依序串列執行的。順序執行的優點是控制簡單，但電腦各部分的使用率不高，執行速度慢。其實它是英特爾生產的x86系列(也就是IA-32架構)CPU及其相容CPU，如AMD、VIA的。即使是現在新起的X86-64(也被成AMD64)都是屬於CISC的範疇。
要知道什麼是指令集還要從當今的X86架構的CPU說起。 X86指令集是Intel為其第一塊16位元CPU(i8086)專門開發的，IBM1981年推出的世界第一台PC機中的CPU—i8088(i8086簡化版)使用的也是X86指令，同時電腦中為提高浮點數資料處理能力而增加了X87晶片，以後將X86指令集和X87指令集統稱為X86指令集。
雖然隨著CPU技術的不斷發展，Intel陸續發展出更新型的i80386、i80486直到過去的PII至強、PIII至強、Pentium 3，最後到今天的Pentium 4系列、至強(不包括至強Nocona) ，但為了確保電腦能繼續運行以往開發的各類應用程式以保護和繼承豐富的軟體資源，所以Intel公司所生產的所有CPU仍然繼續使用X86指令集，所以它的CPU仍屬於X86系列。由於Intel X86系列及其相容CPU(如AMD Athlon MP、)都使用X86指令集，所以就形成了今天龐大的X86系列及相容CPU陣容。 x86CPU目前主要有intel的伺服器CPU和AMD的伺服器CPU兩類。
(2)RISC指令集
RISC是英文「Reduced Instruction Set Computing 」 的縮寫，中文意思是「精簡指令集」。它是在CISC指令系統基礎上發展起來的，有人對CISC機進行測試表明，各種指令的使用頻度相當懸殊，最常使用的是一些比較簡單的指令，它們僅佔指令總數的20%，但程式中出現的頻度卻佔80%。複雜的指令系統必然增加微處理器的複雜性，使處理器的研發時間長，成本高。而複雜指令需要複雜的操作，必然會降低計算機的速度。基於上述原因，20世紀80年代RISC型CPU誕生了，相對於CISC型CPU ,RISC型CPU不僅精簡了指令系統，還採用了一種稱為“超標量和超流水線結構”，大大增加了平行處理能力。
RISC指令集是高效能CPU的發展方向。它與傳統的CISC(複雜指令集)相對。相較而言，RISC的指令格式統一，種類比較少，尋址方式也比複雜指令集少。當然處理速度就提高很多了。目前在中高檔伺服器中普遍採用此指令系統的CPU，特別是高檔伺服器全都採用RISC指令系統的CPU。 RISC指令系統比較適合高級伺服器的作業系統UNIX，現在Linux也屬於類似UNIX的作業系統。 RISC型CPU與Intel和AMD的CPU在軟體和硬體上都不相容。
目前，在中高階伺服器中採用RISC指令的CPU主要有以下幾類:PowerPC處理器、SPARC處理器、PA-RISC處理器、MIPS處理器、Alpha處理器。
(3)IA-64
EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computers，精確並行指令計算機)是否是RISC和CISC體系的繼承者的爭論已經有很多，單以EPIC體系來說，它更像Intel的處理器邁向RISC體系的重要步驟。從理論上說，EPIC體系設計的CPU，在相同的主機配置下，處理Windows的應用軟體比基於Unix下的應用軟體好得多。
Intel採用EPIC技術的伺服器CPU是安騰Itanium(開發代號即Merced)。它是64位元處理器，也是IA-64系列的第一款。微軟也已開發了代號為Win64的作業系統，在軟體上加以支援。在Intel採用了X86指令集之後，它又轉而尋求更先進的64-bit微處理器，Intel這樣做的原因是，它們想擺脫容量巨大的x86架構,從而引入精力充沛而又功能強大的指令集，於是採用EPIC指令集的IA-64架構便誕生了。 IA-64 在很多方面來說，都比x86有了長足的進步。突破了傳統IA32架構的許多限制，在資料的處理能力，系統的穩定性、安全性、可用性、可觀理性等方面獲得了突破性的提升。
IA-64微處理器最大的缺陷是它們缺乏與x86的兼容，而Intel為了IA-64處理器能夠更好地運行兩個朝代的軟體，它在IA-64處理器上(Itanium、Itanium2 … )引入了x86-to-IA-64的解碼器，這樣就能夠把x86指令翻譯為IA-64指令。這個解碼器並不是最有效率的解碼器，也不是運行x86程式碼的最好途徑(最好的途徑是直接在x86處理器上運行x86程式碼)，因此Itanium 和Itanium2在運行x86應用程式時候的效能非常糟糕。這也成為X86-64產生的根本原因。
(4)X86-64 (AMD64 / EM64T)
AMD公司設計，可以在同一時間內處理64位元的整數運算，並相容於X86-32架構。其中支援64位邏輯定址，同時提供轉換為32位尋址選項;但資料操作指令預設為32位和8位，提供轉換成64位和16位的選項;支援常規用途暫存器，如果是32位運算操作，就要將結果擴展成完整的64位。這樣，指令中有「直接執行」和「轉換執行」的區別，其指令字段是8位或32位，可以避免字段過長。
x86-64(也叫AMD64)的產生也並非空穴來風，x86處理器的32bit尋址空間限制在4GB內存，而IA-64的處理器又不能兼容x86。 AMD充分考慮顧客的需求，加強x86指令集的功能，讓這套指令集可同時支援64位元的運算模式，因此AMD把它們的結構稱為x86-64。在技術上AMD在x86-64架構中為了進行64位元運算，AMD為其引入了新增了R8-R15通用暫存器作為原有X86處理器暫存器的擴充，但在而在32位元環境下並不完全使用到這些暫存器。原來的寄存器諸如EAX、EBX也由32位元擴張至64位元。在SSE單元中新加入了8個新寄存器以提供對SSE2的支援。寄存器數量的增加將帶來性能的提升。同時，為了同時支援32和64位元程式碼及暫存器，x86-64架構允許處理器工作在以下兩種模式:Long Mode(長模式)和Legacy Mode(遺傳模式)，Long模式又分為兩種子模式(64bit模式和Compatibility mode相容模式)。該標準已經引進在AMD伺服器處理器中的Opteron處理器。
而今年也推出了支援64位的EM64T技術，再還沒被正式命為EM64T之前是IA32E，這是英特爾64位擴展技術的名字,用來區別X86指令集。 Intel的EM64T支援64位元sub-mode，和AMD的X86-64技術類似，採用64位元的線性平面尋址，加入8個新的通用暫存器(GPRs)，也增加8個暫存器支援SSE指令。與AMD類似，Intel的64位元技術將相容於IA32和IA32E，只有在運行64位元作業系統下的時候，才會採用IA32E。 IA32E將由2個sub-mode組成:64位元sub-mode和32位元sub-mode，而同AMD64一樣是向下相容的。 Intel的EM64T將完全相容於AMD的X86-64技術。現在Nocona處理器已經加入了一些64位元技術，Intel的Pentium 4E處理器也支援64位元技術。
應該說，這兩者都是相容x86指令集的64位元微處理器架構，但EM64T與AMD64還是有一些不一樣的地方，AMD64處理器中的NX位元在Intel的處理器中將沒有提供。
11、超流水線與超標量
在解釋超流水線與超標量前，先了解管線(pipeline)。流水線是Intel首次在486晶片中開始使用的。流水線的工作方式像工業生產上的組裝流水線。在CPU中由5—6個不同功能的電路單元組成一條指令處理管線，然後將一條X86指令分成5—6步後再由這些電路單元分別執行，這樣就能實現在一個CPU時脈週期完成一條指令，因此提高CPU的運算速度。經典奔騰每條整數管線都分為四級流水，即指令預取、譯碼、執行、寫回結果，浮點流水又分為八級流水。
超標量是透過內建多條管線來同時執行多個處理器，其實質是以空間換取時間。而超流水線是透過細化流水、提高主頻，使得在一個機器週期內完成一個甚至多個操作，其實質是以時間換取空間。例如Pentium 4的流水線就長達20級。將管線設計的步(級)越長，其完成一條指令的速度越快，因此才能適應工作主頻較高的CPU。但管線過長也帶來了一定副作用，很可能會出現主頻較高的CPU實際運算速度較低的現象，Intel的奔騰4就出現了這種情況，雖然它的主頻可以高達1.4G以上，但其運算性能卻遠遠比不上AMD 1.2G的速龍甚至奔騰III。
12、封裝形式
CPU封裝是採用特定的材料將CPU晶片或CPU模組固化在其中以防損壞的保護措施，一般必須在封裝後CPU才能交付使用者使用。 CPU的封裝方式取決於CPU安裝形式和裝置整合設計，從大的分類來看通常採用Socket插座進行安裝的CPU使用PGA(柵格陣列)方式封裝，而採用Slot x槽安裝的CPU則全部採用SEC (單邊接插盒)的形式封裝。現在還有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封裝技術。由於市場競爭日益激烈，目前CPU封裝技術的發展方向以節省成本為主。
7.CPU擴充指令集
CPU依賴指令來計算和控制系統，每款CPU在設計時就規定了一系列與其硬體電路相配合的指令系統。指令的強弱也是CPU的重要指標，指令集是提高微處理器效率最有效的工具之一。從現階段的主流體系結構講，指令集可分為複雜指令集與精簡指令集兩部分，而從具體運用看，如Intel的MMX(Multi Media Extended)、SSE、 SSE2(Streaming-Single instruction multiple data -Extensions 2)、SEE3和AMD的3DNow!等都是CPU的擴展指令集，分別增強了CPU的多媒體、圖形圖象和Internet等的處理能力。
我們通常會把CPU的擴充指令集稱為"CPU的指令集"。 SSE3指令集也是目前規模最小的指令集，先前MMX包含有57條命令，SSE包含有50條命令，SSE2包含有144個命令，SSE3包含有13個命令。目前SSE3也是最先進的指令集，英特爾Prescott處理器已經支援SSE3指令集，AMD會在未來雙核心處理器當中加入對SSE3指令集的支持，全美達的處理器也將支持這一指令集。
8.CPU核心和I/O工作電壓
從586CPU開始，CPU的工作電壓分為核心電壓和I/O電壓兩種，通常CPU的核心電壓小於等於I/O電壓。其中核心電壓的大小是根據CPU的生產流程而定，一般製作製程越小，核心工作電壓越低;I/O電壓一般都在1.6~5V。低電壓能解決耗電量過高和發熱過高的問題。
9.製造工藝
製造製程的微米是指IC內電路與電路之間的距離。製造製程的趨勢是朝向密集度愈高的方向發展。密度越高的IC電路設計，意味著在同樣大小面積的IC中，可以擁有密度更高、功能更複雜的電路設計。現在主要的180nm、130nm、90nm。最近官方已經表示有65nm的製造流程了。
10、指令集
(1)CISC指令集
CISC指令集，也稱為複雜指令集，英文名稱是CISC，(Complex Instruction Set Computer的縮寫)。在CISC微處理器中，程式的各條指令是依序串列執行的，每條指令中的各個操作也是依序串列執行的。順序執行的優點是控制簡單，但電腦各部分的使用率不高，執行速度慢。其實它是英特爾生產的x86系列(也就是IA-32架構)CPU及其相容CPU，如AMD、VIA的。即使是現在新起的X86-64(也被成AMD64)都是屬於CISC的範疇。
要知道什麼是指令集還要從當今的X86架構的CPU說起。 X86指令集是Intel為其第一塊16位元CPU(i8086)專門開發的，IBM1981年推出的世界第一台PC機中的CPU—i8088(i8086簡化版)使用的也是X86指令，同時電腦中為提高浮點數資料處理能力而增加了X87晶片，以後將X86指令集和X87指令集統稱為X86指令集。
雖然隨著CPU技術的不斷發展，Intel陸續發展出更新型的i80386、i80486直到過去的PII至強、PIII至強、Pentium 3，最後到今天的Pentium 4系列、至強(不包括至強Nocona) ，但為了確保電腦能繼續運行以往開發的各類應用程式以保護和繼承豐富的軟體資源，所以Intel公司所生產的所有CPU仍然繼續使用X86指令集，所以它的CPU仍屬於X86系列。由於Intel X86系列及其相容CPU(如AMD Athlon MP、)都使用X86指令集，所以就形成了今天龐大的X86系列及相容CPU陣容。 x86CPU目前主要有intel的伺服器CPU和AMD的伺服器CPU兩類。
(2)RISC指令集
RISC是英文「Reduced Instruction Set Computing 」 的縮寫，中文意思是「精簡指令集」。它是在CISC指令系統基礎上發展起來的，有人對CISC機進行測試表明，各種指令的使用頻度相當懸殊，最常使用的是一些比較簡單的指令，它們僅佔指令總數的20%，但程式中出現的頻度卻佔80%。複雜的指令系統必然增加微處理器的複雜性，使處理器的研發時間長，成本高。而複雜指令需要複雜的操作，必然會降低計算機的速度。基於上述原因，20世紀80年代RISC型CPU誕生了，相對於CISC型CPU ,RISC型CPU不僅精簡了指令系統，還採用了一種稱為“超標量和超流水線結構”，大大增加了平行處理能力。
RISC指令集是高效能CPU的發展方向。它與傳統的CISC(複雜指令集)相對。相較而言，RISC的指令格式統一，種類比較少，尋址方式也比複雜指令集少。當然處理速度就提高很多了。目前在中高檔伺服器中普遍採用此指令系統的CPU，特別是高檔伺服器全都採用RISC指令系統的CPU。 RISC指令系統比較適合高級伺服器的作業系統UNIX，現在Linux也屬於類似UNIX的作業系統。 RISC型CPU與Intel和AMD的CPU在軟體和硬體上都不相容。
目前，在中高階伺服器中採用RISC指令的CPU主要有以下幾類:PowerPC處理器、SPARC處理器、PA-RISC處理器、MIPS處理器、Alpha處理器。
(3)IA-64
EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computers，精確並行指令計算機)是否是RISC和CISC體系的繼承者的爭論已經有很多，單以EPIC體系來說，它更像Intel的處理器邁向RISC體系的重要步驟。從理論上說，EPIC體系設計的CPU，在相同的主機配置下，處理Windows的應用軟體比基於Unix下的應用軟體好得多。
Intel採用EPIC技術的伺服器CPU是安騰Itanium(開發代號即Merced)。它是64位元處理器，也是IA-64系列的第一款。微軟也已開發了代號為Win64的作業系統，在軟體上加以支援。在Intel採用了X86指令集之後，它又轉而尋求更先進的64-bit微處理器，Intel這樣做的原因是，它們想擺脫容量巨大的x86架構,從而引入精力充沛而又功能強大的指令集，於是採用EPIC指令集的IA-64架構便誕生了。 IA-64 在很多方面來說，都比x86有了長足的進步。突破了傳統IA32架構的許多限制，在資料的處理能力，系統的穩定性、安全性、可用性、可觀理性等方面獲得了突破性的提升。
IA-64微處理器最大的缺陷是它們缺乏與x86的兼容，而Intel為了IA-64處理器能夠更好地運行兩個朝代的軟體，它在IA-64處理器上(Itanium、Itanium2 … )引入了x86-to-IA-64的解碼器，這樣就能夠把x86指令翻譯為IA-64指令。這個解碼器並不是最有效率的解碼器，也不是運行x86程式碼的最好途徑(最好的途徑是直接在x86處理器上運行x86程式碼)，因此Itanium 和Itanium2在運行x86應用程式時候的效能非常糟糕。這也成為X86-64產生的根本原因。
(4)X86-64 (AMD64 / EM64T)
AMD公司設計，可以在同一時間內處理64位元的整數運算，並相容於X86-32架構。其中支援64位邏輯定址，同時提供轉換為32位尋址選項;但資料操作指令預設為32位和8位，提供轉換成64位和16位的選項;支援常規用途暫存器，如果是32位運算操作，就要將結果擴展成完整的64位。這樣，指令中有「直接執行」和「轉換執行」的區別，其指令字段是8位或32位，可以避免字段過長。
x86-64(也叫AMD64)的產生也並非空穴來風，x86處理器的32bit尋址空間限制在4GB內存，而IA-64的處理器又不能兼容x86。 AMD充分考慮顧客的需求，加強x86指令集的功能，讓這套指令集可同時支援64位元的運算模式，因此AMD把它們的結構稱為x86-64。在技術上AMD在x86-64架構中為了進行64位元運算，AMD為其引入了新增了R8-R15通用暫存器作為原有X86處理器暫存器的擴充，但在而在32位元環境下並不完全使用到這些暫存器。原來的寄存器諸如EAX、EBX也由32位元擴張至64位元。在SSE單元中新加入了8個新寄存器以提供對SSE2的支援。寄存器數量的增加將帶來性能的提升。同時，為了同時支援32和64位元程式碼及暫存器，x86-64架構允許處理器工作在以下兩種模式:Long Mode(長模式)和Legacy Mode(遺傳模式)，Long模式又分為兩種子模式(64bit模式和Compatibility mode相容模式)。該標準已經引進在AMD伺服器處理器中的Opteron處理器。
而今年也推出了支援64位的EM64T技術，再還沒被正式命為EM64T之前是IA32E，這是英特爾64位擴展技術的名字,用來區別X86指令集。 Intel的EM64T支援64位元sub-mode，和AMD的X86-64技術類似，採用64位元的線性平面尋址，加入8個新的通用暫存器(GPRs)，也增加8個暫存器支援SSE指令。與AMD類似，Intel的64位元技術將相容於IA32和IA32E，只有在運行64位元作業系統下的時候，才會採用IA32E。 IA32E將由2個sub-mode組成:64位元sub-mode和32位元sub-mode，而同AMD64一樣是向下相容的。 Intel的EM64T將完全相容於AMD的X86-64技術。現在Nocona處理器已經加入了一些64位元技術，Intel的Pentium 4E處理器也支援64位元技術。
應該說，這兩者都是相容x86指令集的64位元微處理器架構，但EM64T與AMD64還是有一些不一樣的地方，AMD64處理器中的NX位元在Intel的處理器中將沒有提供。
11、超流水線與超標量
在解釋超流水線與超標量前，先了解管線(pipeline)。流水線是Intel首次在486晶片中開始使用的。流水線的工作方式像工業生產上的組裝流水線。在CPU中由5—6個不同功能的電路單元組成一條指令處理管線，然後將一條X86指令分成5—6步後再由這些電路單元分別執行，這樣就能實現在一個CPU時脈週期完成一條指令，因此提高CPU的運算速度。經典奔騰每條整數管線都分為四級流水，即指令預取、譯碼、執行、寫回結果，浮點流水又分為八級流水。
超標量是透過內建多條管線來同時執行多個處理器，其實質是以空間換取時間。而超流水線是透過細化流水、提高主頻，使得在一個機器週期內完成一個甚至多個操作，其實質是以時間換取空間。例如Pentium 4的流水線就長達20級。將管線設計的步(級)越長，其完成一條指令的速度越快，因此才能適應工作主頻較高的CPU。但管線過長也帶來了一定副作用，很可能會出現主頻較高的CPU實際運算速度較低的現象，Intel的奔騰4就出現了這種情況，雖然它的主頻可以高達1.4G以上，但其運算性能卻遠遠比不上AMD 1.2G的速龍甚至奔騰III。
12、封裝形式
CPU封裝是採用特定的材料將CPU晶片或CPU模組固化在其中以防損壞的保護措施，一般必須在封裝後CPU才能交付使用者使用。 CPU的封裝方式取決於CPU安裝形式和裝置整合設計，從大的分類來看通常採用Socket插座進行安裝的CPU使用PGA(柵格陣列)方式封裝，而採用Slot x槽安裝的CPU則全部採用SEC (單邊接插盒)的形式封裝。現在還有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封裝技術。由於市場競爭日益激烈，目前CPU封裝技術的發展方向以節省成本為主。