Mikroarkkitehtuurien

Mikroarkkitehtuurit viittaavat tietokoneen suorittimen (CPU) sisäiseen rakenteeseen, joka määrittää, miten suorittimen käskyt toteutetaan. Se on yksityiskohtainen suunnitelma siitä, miten suoritin toimii, ja se sisältää tietoa muun muassa käskyjen dekoodauksesta, suoritusyksiköistä ja välimuistien hallinnasta. Mikroarkkitehtuuri eroaa suorittimen käskykannasta (ISA), joka määrittelee suorittimen ohjelmoijille näkyvän käskyjen joukon. Saman käskykannan suorittimia voidaan toteuttaa eri mikroarkkitehtuureilla, jotka voivat vaikuttaa merkittävästi suorituskykyyn ja energiatehokkuuteen.

Eri mikroarkkitehtuurit pyrkivät optimoimaan suorituskykyä eri tavoilla. Jotkin keskittyvät rinnakkaisuuden lisäämiseen, kuten käskyjen suorittaminen useammassa yksikössä samanaikaisesti (superskaläärinen arkkitehtuuri) tai käskyjen uudelleenjärjestely suorituskyvyn parantamiseksi (out-of-order execution). Toiset taas pyrkivät vähentämään virrankulutusta, mikä on tärkeää erityisesti mobiililaitteissa. Mikroarkkitehtuurin valinta vaikuttaa myös valmistuskustannuksiin ja piirilevyn fyysiseen kokoon.

Prosessorivalmistajat, kuten Intel ja AMD, kehittävät jatkuvasti uusia mikroarkkitehtuureja kilpailukyvyn säilyttämiseksi. Jokainen uusi sukupolvi tuo yleensä parannuksia suorituskykyyn, tehokkuuteen ja uusien ominaisuuksien tukeen. Esimerkiksi suorituskyvyn parantamisessa keskeistä on pipeline-syklin pituuden optimointi ja välimuistin tehokas käyttö. Mikroarkkitehtuurin tuntemus onkin tärkeää ohjelmistokehittäjille ja järjestelmäsuunnittelijoille, jotta he voivat hyödyntää laitteiston potentiaalia parhaalla mahdollisella tavalla.