Viteza procesorului, sau viteza unității centrale de procesare dintr-un computer, este, în esență, viteza cu care computerul poate efectua calcule care îi sunt transmise prin instrucțiuni ale programului software încărcate în memoria volatilă cu acces aleatoriu (RAM). Viteza procesorului este limitată de numărul de tranzistori încorporați într-un procesor, de conexiunile paralele la alte procesoare, de capacitatea magistralei de a transmite date înainte și înapoi de la CPU la memorie și de alte specificații hardware. Majoritatea procesoarelor au, de asemenea, propriile registre de memorie pentru a efectua calcule de bază la nivel local, fără a fi nevoie să le transmită printr-o magistrală către o altă componentă hardware și înapoi.
Procesoarele de computer de pe sistemele actuale sunt capabile să funcționeze într-un ritm atât de rapid încât limitările de performanță ale majorității computerelor personale sunt legate mult mai mult de blocajul capacității magistralei. Cantitatea de RAM disponibilă și designul software-ului care accesează sistemul sunt, de asemenea, mai critice decât performanța reală a procesorului în sine. Capacitatea multithreading în proiectarea CPU este un alt factor cheie de viteză, care este capacitatea procesorului de a efectua mai multe sarcini într-un mediu de execuție partajat pe CPU, astfel încât mai puține informații trebuie să fie stocate și preluate din memorie în timpul operațiunilor programului.
Pasionații vor schimba adesea ceea ce este cunoscut sub numele de viteza de ceas pe un procesor, prin overclockarea dispozitivului. O parte din ceea ce determină viteza CPU pe un computer este rata de ceas, sau viteza de ceas, care este numărul de cicluri de ceas, bazat pe ceasul intern al computerului, de care procesorul are nevoie pentru a efectua o instrucțiune. Procesoarele identice pot avea rate de performanță mult diferite dacă unul este tactat, de exemplu, pentru a adăuga două numere împreună în 10 cicluri, în cazul în care celălalt CPU face același calcul în cicluri de 2 ceas.
În timp ce overclockarea procesorului unui computer îl va scoate din sincronizare cu viteza magistralei, poate crește performanța procesorului considerabil pe sistemele mai vechi care au fost îmbunătățite cu noi arhitecturi de magistrală. Cu toate acestea, procesoarele mai noi nu vor beneficia de modificări ale vitezei de ceas, deoarece funcționează deja la un nivel mult peste ceea ce poate suporta magistrala și memoria computerului. Cu viteza CPU în intervalul multiplu de gigaherți, miliarde de calcule sunt efectuate pe secundă. Prin urmare, un procesor de 2.4 gigaherți poate rula 2.4 miliarde de calcule pe secundă, în timp ce o magistrală obișnuită de interconectare a componentelor periferice (PCI) pe 32 sau 64 de biți va rula în intervalul 127-508 megaocteți (milioane de octeți) pe secundă.
Un alt factor limitator pentru viteza CPU, indiferent dacă este overclockat sau nu, implică capacitatea întregului sistem informatic de a disipa căldura departe de procesor, deoarece căldura crescută generează o barieră termică pentru transmiterea semnalelor electrice în tranzistorul cu efect de câmp cu semiconductor de oxid de metal ( MOSFET) Proiectări CPU. Procesoarele mai rapide necesită surse de alimentare cu putere mai mare, ceea ce se traduce printr-o generare mai mare de căldură. Radiatoarele de căldură, care acționează ca mini-radiatoare, sunt construite pe suprafața procesoarelor pentru a disipa căldura prin conducție, iar sistemele de ventilatoare din carcasa computerului o transportă și prin convecție.
Rularea mai multor procesoare în paralel pentru a partaja calculele de date pe un singur computer este acum o abordare comună pentru majoritatea computerelor pentru a crește viteza CPU. Pe sistemele avansate, este implicată și răcirea cu lichid pentru a menține procesorul la o temperatură stabilă. Supercomputerele foarte avansate folosesc mii de procesoare care funcționează în paralel și sunt răcite cu azot lichid sau heliu lichid la temperaturi de aproximativ -452° Fahrenheit (-269° Celsius), cu viteze de ceas care ating peste 500 gigaherți sau 500 de miliarde de calcule pe secundă.