CPU設計
初期のコンピュータの時代は、加算に何マイクロ秒、乗算に何マイクロ秒、除算に何マイクロ秒、といったように、1命令を発行してから完了するまでの時間を性能の目安としていた。しかし、オペコードやオペランドをメモリから読み書きする時間やその待ち時間なども考慮されるべきであることから、各命令を毎秒何回というようにして評価されるようになり、これはMIPS値に代表される「毎秒何回、何かを実行できる」というタイプの指標の発祥とも言える。続いて、実際のプログラムで実行されている命令の種別の比率に応じて、その速度が合計(ミックス)されるべきだという発想から、何々ミックスという名前の指標が生まれた。最も有名なものはギブソンミックスであろう。現代でも各種試験などで用語問題に出されることがあるようだが、1972年に石田晴久が D. H. Gibson に問い合わせた結果を紹介した記事「ギブソン・ミックスの起源について」中に紹介されている提案者 Jack Clark Gibson の言に「今日,どういう理由か分らないが,すでに時代遅れと思われるこの方法」とある通り、1972年の時点で既に「時代遅れ」であった概念である。そして結局、何らかのプログラムを走らせて測定するのが最も良い指標なのではないかということで、ベンチマークプログラムを利用した計測が行われるようになった。
1秒当たりの命令実行数 - 多くの消費者は既存の多数あるソフトウェアをそのまま実行できるアーキテクチャを選ぶ傾向にある(通常、インテルのIA-32アーキテクチャ)。また、そのような大多数の人々はベンチマークについて知識を持たず、クロック周波数でCPUを選ぶ傾向がある。
FLOPS - 1秒当たりの浮動小数点演算回数。科学技術計算で重視される。
1ワット当たりの性能 - 組込み機器や、PCでもノート型などでは航続時間に直結するわけだから重要である。さらに2010年代にはスーパーコンピュータにおいても、性能向上のための大規模化を妨げる一番の要因が電力供給になりつつあるため重要になりつつある。
リアルタイムシステムでは、最悪ケースの応答時間の保証が重要である。これはつまり、CPUの割り込みレイテンシが予測可能でなければならず、また、必要なだけの小ささでなければならない。なお、たいていのCPUはOSによって割り込みを禁止できる。つまり、CPUの設計だけからはこの問題については全てを言うことはできない。
アセンブリ言語でプログラムを書く場合、命令セットが重視される。
組込み機器では、大きさや質量が重要な場合もある。
近年、環境への影響が小さいこと(製造時、使用時、廃棄時)が重視されつつある(グリーンコンピューティング)。
これらの一部は共存できない。特にとにかく高速に動作することを目標として設計したCPUでは、「1ワット当たりの性能」や「1円当たりの性能」や「応答時間の保証」などは良くない(逆も同様)。