STM8的核心的前身是ST7核心，這也是ST擁有自主知識產權的核心；而ST7的前身就是曾經成功地用于APPLE II的6502。

ST7 對6502核心進行了重新設計，使它的性能得到了大幅的增強。STM8則對ST7進行了革命性的重新設計，把尋址空間從64K擴展到了16M，采用了三級流水線架構，增強了指令系統(tǒng)，增加了尋址方式，把MCU中最常用的位操作指令擴展到64K空間，增加了硬件除法指令，增強了硬件乘法指令，增強了下標處理指令，增加了大量16位操作，還特別設計了為操作系統(tǒng)的信號量操作而使用的指令，也為低功耗管理設計了專門的指令。

所有對STM8的增強，使得STM8的運算性能比ST7提高了近200%，從0.25~0.3DMIPS/MHz提高到0.83DMIPS/MHz。