Arvutidisaini eesmärk on korraldada protsessori võimalused struktuurses raamistikus nii, et instrumentide komplekti arhitektuur (ISA) suudab täita oma programmeeritud käske võimalikult tõhusalt ja kiiresti. Mikroarhitektuur on otsustav arvutistruktuur, mis kavandab juhttee komponentide juurutamist, et töötada koos andmetee elementidega, et arvuti komponendid saaksid töötada ISA jaoks ideaalses konfiguratsioonis. Mitu keskprotsessorit (CPU) ja multithreading, mis võimaldavad hankida aeglast süsteemimälu, lülitades samal ajal protsessori funktsioonid mõnele teisele programmilõimele, kuni mälu vastuvõtt on lõppenud, viivad tõhususe ja kiiruse joondamisel lähemale, et vältida latentsust mälu juhtimise ja protsessori töötlemiskiiruste vahel.
Kavandatud mikroarhitektuurid on üles ehitatud mitmetest süsteemitasandi otsustest, mis võtavad arvesse energiatarbimist, loogika keerukust, ühenduvust, testitavust ja silumise lihtsust ning kiibi kulusid ja valmistatavust, et jõuda optimaalse disainini. Parem mikroarhitektuur on see, mis võimaldab pooljuhtide uutel tehnoloogilistel edusammudel saavutada paremat jõudlust, kasutades sama ISA-d mitmel platvormil. Mikroarhitektuuri kujundused võivad kasutada juhiste torujuhtmeid, mis käitlevad rohkem kui ühte juhiste komplekti korraga, nagu varasematel aastatel.
CPU-d saavad korraga kasutada mitu käsukomplekti ning konveieri ja vahemälu käsitsemine, mis peab sammu täiustatud kiipidega, mis hoiavad rohkem vahemälu koheseks otsimiseks, lugemiseks ja kirjutamiseks, saavad nüüd sammu pidada torujuhtmetega, mis ei pea seiskuma ja ootama. mälu otsimine enam. Lisaks võivad andmeteel olevate andmete töötlemist kiirendada ka haru ennustamine, mis annab haritud oletusi, kus torujuhtme hargnemist võib vaja minna, ja spekulatiivsed täitmismudelid, mis alustavad matemaatilisi arvutusi enne nende küsimist. Veel üks mikroarhitektuuri disaini täiustamise tehnika kasutab ebakorrapärast täitmist, mis võimaldab täitmiseks valmis olevatel käskudel olla ülimuslik vahemälu ootavate vanemate käskude suhtes. Kuigi kõvaketta täitmine on aeglasem, ei pea CPU-d ootama, vaid see võib töötada käsukomplekti muudel elementidel.
Ühte tüüpi spetsiaalset mikroarhitektuuri nimetatakse andmevoo arhitektuuriks. Andmevoo kujundused ei järgi traditsioonilisi juhtimisvoo meetodeid; juhiste täitmine toimub sisendargumentide saadavuse põhjal ja need juhised juhivad võrgu marsruutimise, heli või video voogesituse digitaalse signaali töötlemise ja graafika töötlemise töötlust. Andmebaasitarkvara mootorid kasutavad andmevoo arhitektuuri andmete sünkroonimiseks reaalajas juhtmekiirusega pakettide edastamiseks ning nende spetsiaalne olemus võimaldab protsessorite ja tavaliste juurdepääsuressursside koormuse tasakaalustamist. See pakettimine tähendab, et juhised ja tulemused võimaldavad andmevoovõrkude jaoks suures mahus paralleelset arvutamist.
Riistvaras võimaldab mikroarhitektuur integreerida komponendid süsteemiarhitektuuri arusaadavatel elektri- ja masinaehituspõhimõtetel, et hõlbustada tarkvaraarendust erinevate riistvaraseadmete jaoks, nagu tahvel- ja lauaarvutid, mobiiltelefonid, satelliidid, kirurgiainstrumendid ja navigatsioonisüsteemid. Kuna seda kasutatakse mitmesugustes mõõteriistades ja seadmetes, on riistvara mikroarhitektuur tegelikult elektromehaaniliste ja elektrooniliste riistvarasüsteemide ehitamine. Riistvaraprojektide mikroarhitektuur on seotud komponentide esitusprotsess, mis on seotud komponentidesse sisseehitatud mehaaniliste ja elektriliste konstruktsioonide reeglite ja põhimõtetega. Piiratud alamsüsteemide toimivad komplektid on paigutatud koos andurite ja täiturmehhanismidega eksklusiivseks ja kaasavaks süsteemiks, mis on ette nähtud kasutamiseks.