CPU，即中央處理器是計算機的運算和控制核心，其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據。CPU 主要由控制器、運算器、存儲器和連接總線構成。其中，控制器和運算器組成 CPU 的內核，內核從存儲器中提取數據，根據控制器中的指令集將數據解碼，通過運算器中的微架構（電路）進行運算得到結果，以某種格式將執行結果寫入存儲器。因此，內核的基礎就是指令集（指令集架構）和微架構。指令集是所有指令的集合，它規定了 CPU 可執行的所有操作，微架構是完成這些指令操作的電路設計。相同的指令集可以有不同的微架構，如 Intel 和 AMD 都是基于 X86指令集但微架構不同。
CPU 按指令集的架構區分，分為 CISC（ Complex Instruction SetComputing ， 復 雜 指 令集 ）型 和 RISC（ Reduced Instruction SetComputing，精簡指令集）型兩類。CISC 的設計者希望通過直接在硬件中構建復雜的指令從而使編程更方便、程序運行速度更快，其架構中每個指令可執行若干低端操作，諸如從存儲器讀取、存儲、和計算操作，全部集于單一指令之中；與之相反，RISC 架構中只包含使用頻率高的少量簡單指令，并提供一些必要的指令以支持操作系統和高級語言。
國產芯片種類繁多，基于 ARM 架構授權的芯片廠商最有可能形成自主可控指令集。由于指令集的復雜性和重要性，自主研發一套全新的指令集難度較大且效益不高。國產 CPU廠家大多選擇購買國外授權，以實現不同程度的自主可控。目前，國產 CPU架構大體可以分為三類：第一類，是以龍芯為代表的 MIPS 指令集架構和以申威為代表的 Alpha 架構，申威已基本實現完全自主可控（申威 64 已經完全形成了自己的架構），龍芯部分關鍵技術需付專利費。第二類，是以飛騰和華為鯤鵬為代表基于 ARM 指令集授權的國產芯片。ARM 主要有三種授權等級：使用層級授權、內核層級授權和架構/指令集層級授權，其中指令集層級授權等級最高，企業可以對ARM 指令集進行改造以實現自行設計處理器，如蘋果在 ARM v7-A 架構基礎上開發出蘋果 Swift 架構，其他如高通 Krait、Marvell 等都是基于 ARM指令集或微架構進行的改造。因此，已經獲得 ARM V8 永久授權的海思、飛騰等廠家憑借自身的研發能力，亦有可能發展出一套自己的指令集架構。第三類，是以海光、兆芯為代表的獲得 x86 的授權（僅內核層級的授權），未來擴充指令集形成自主可控指令集難度較大。因此，可以看出，在自主可控程度上申威、龍芯>飛騰、鯤鵬>海光、兆芯，但未來鯤鵬和飛騰如果基于 ARM V8 發展出自己的指令集，則創新可信程度將顯著提升。同時在未來 ARM V9 V10 等新架構拿不到授權的情況下，依然可以維持先進性。
